陶瓷磚的(de)圓弧形“掉角”缺陷通(tōng)常指的(de)是：燒成時(shí)發生在角部、以磚的(de)中心爲圓點的(de)圓弧形坯裂，也(yě)稱“角裂”，有一定的(de)規律，大(dà)部分(fēn)斷面整齊圓滑，或有少許粗糙點，因瓷磚的(de)直角部缺掉，俗稱“掉角”。它的(de)圓弧形特征與一般的(de)機械碰撞缺角有明(míng)顯的(de)不同。當缺陷不嚴重時(shí)，掉的(de)角較小，邊長(cháng)約2－3厘米，或者在出窯口磚的(de)角部已出現圓弧形裂紋，然後在平台滾動過程中掉去。而缺陷嚴重時(shí)，少則一個(gè)磚角缺掉，多(duō)則四個(gè)磚角全部缺掉，且掉的(de)角較大(dà)，邊長(cháng)可(kě)達到10厘米或以上，甚至類似于窯爐冷(lěng)卻不當引起的(de)弧形開裂。



缺陷的(de)形成原因及解決方法

筆者查閱了(le)近年來(lái)一些同行解決“掉角”缺陷的(de)寶貴經驗，結合自己在日常生産中的(de)調試實踐，将圓弧形“掉角”缺陷按形成原因及解決方法分(fēn)爲三類，列舉如下(xià)：

1  磚坯強度低，機械碰撞導緻“掉角”

由于粉料的(de)顆粒級配不合理(lǐ)，流動性差，或模具的(de)設計存在一定缺陷，造成磚坯的(de)角部緻密度（強度）低，如果發生機械碰撞，有可(kě)能會産生圓弧形“掉角”。此類“掉角”有明(míng)顯規律，經常發生在磚坯的(de)固定位置，一片磚很少同時(shí)缺掉二至四個(gè)角。

對(duì)此類“掉角”，主要從提高(gāo)磚坯的(de)強度來(lái)解決，包括适當增加坯體配方的(de)可(kě)塑性粘土比例，調整制粉工藝使顆粒級配合理(lǐ)化(huà)，提高(gāo)粉料流動性。至于壓機總成或模具缺陷引起的(de)坯角部強度低，則從總成或模具改善來(lái)解決。



2  磚坯在窯爐冷(lěng)卻段發生風裂導緻“掉角”

 寬體輥道窯在生産大(dà)規格抛光(guāng)磚時(shí)，容易在冷(lěng)卻段出現“掉角”。主要原因是産品不易散熱(rè)，寬體窯的(de)橫截面溫差不好控制，磚坯從急冷(lěng)段進入緩冷(lěng)段時(shí)，石英發生晶型轉換（573℃），當局部降溫速率過快(kuài)，導緻缺陷的(de)産生。此類“掉角” 的(de)中間部有少許粗糙面，在出窯位置有一定規律，可(kě)通(tōng)過窯爐處理(lǐ)孔找到“掉角”發生的(de)區(qū)段，進而确認。

       經排查确定是冷(lěng)卻段引起的(de)“掉角”， 主要從調整風裂的(de)角度來(lái)解決。包括：⑴加強冷(lěng)卻段的(de)窯體保溫，塞緊石棉，防止冷(lěng)風進入；⑵保持急冷(lěng)和(hé)緩冷(lěng)的(de)微正壓或零壓；⑶适當提升急冷(lěng)或緩冷(lěng)的(de)溫度；等等。



3  磚坯在窯爐發生預熱(rè)開裂導緻“掉角”

此類“掉角”較爲普遍發生，無論在一次燒成的(de)抛光(guāng)磚、仿古磚，或者二次燒成的(de)内牆磚，預熱(rè)過程控制不當都有可(kě)能出現“掉角”。本文重點對(duì)這(zhè)類缺陷予以分(fēn)析探討(tǎo)。

在《陶瓷制造技術》（1992）一書(shū)中，這(zhè)類“掉角”被歸納爲“預熱(rè)開裂”，如圖1所示。通(tōng)常，預熱(rè)開裂指的(de)是從坯體邊緣到中心不規則的(de)裂縫，裂紋明(míng)顯，以邊裂爲主。但“掉角”因其圓弧形特征，生産人(rén)員(yuán)容易誤以爲其它原因引起。筆者在排查缺陷時(shí)，發現此類“掉角”一般堆積在預熱(rè)段的(de)第一至四組燒槍區(qū)的(de)窯底。所以，討(tǎo)論此類“掉角”就要從“預熱(rè)開裂”的(de)角度來(lái)考慮。



在窯爐預熱(rè)階段（入窯至950℃），磚坯的(de)升溫速度按角、邊、面的(de)次序下(xià)降，幹燥水(shuǐ)分(fēn)蒸發速度按角、邊、面的(de)次序降低，熱(rè)量在坯體内的(de)傳遞滞後于坯體表面溫度的(de)升降以及窯爐内部的(de)溫差，所以角部與坯中心部的(de)溫度差和(hé)水(shuǐ)分(fēn)差大(dà)，坯體内存在溫度梯度，引起坯體各部分(fēn)收縮不均勻，産生熱(rè)應力，溫度變化(huà)速度過快(kuài)時(shí)，即溫度梯度較大(dà)，坯體内的(de)熱(rè)應力過大(dà)，超過磚坯所能承受的(de)極限，則引起坯體邊裂，或角裂，即“掉角”。故圓弧形“掉角”（角裂）屬于預熱(rè)開裂的(de)一種類型。



筆者從以下(xià)三方面來(lái)討(tǎo)論預熱(rè)開裂的(de)主要形成原因及解決措施：



3.1  坯體配方原料

⑴ 原料的(de)幹燥敏感性高(gāo)。例如蒙脫石類的(de)粘土（膨潤土等）具有較高(gāo)的(de)幹燥敏感系數，幹燥收縮大(dà)，或原料吸濕膨脹大(dà)，幹坯吸濕後強度迅速降低，特别是坯角部首先受到影(yǐng)響，容易在預熱(rè)前段造成掉角。

解決措施：幹燥敏感性高(gāo)、吸濕膨脹大(dà)的(de)的(de)原料要少用(yòng)。盡量保持坯體較小的(de)幹燥收縮。适當增加瘠性原料的(de)比例，如長(cháng)石、瓷石、瓷砂、葉蠟石、預燒過的(de)原料，或回收的(de)廢坯等等，以縮短坯體幹燥時(shí)間，減少幹燥收縮變形。



⑵ 配方中粘土類原料用(yòng)量過多(duō)，瘠性原料不夠，排水(shuǐ)性不好，磚坯沒有充分(fēn)幹燥即進入預熱(rè)段，急速升溫産生開裂。

解決措施：粘土類原料的(de)比例要合理(lǐ)，避免爲了(le)提高(gāo)生坯強度而過量添加塑性粘土，可(kě)通(tōng)過測定生坯強度來(lái)确定配方是否滿足生産要求。



⑶ 坯體的(de)遊離石英過多(duō)。石英在573℃發生晶型轉換，引起坯體快(kuài)速且突然的(de)膨脹，當坯體耐熱(rè)震性能不夠好時(shí)，産生開裂。

解決措施：控制好坯體遊離石英的(de)含量，可(kě)減少預熱(rè)開裂和(hé)急冷(lěng)風裂的(de)發生。



⑷ 坯體的(de)熱(rè)膨脹系數較大(dà)，熱(rè)穩定性差。坯體随溫度變化(huà)的(de)體積變形大(dà)，體積穩定性差，易産生開裂。

解決措施：提高(gāo)坯體的(de)熱(rè)穩定性，适當增加MgO、CaO的(de)含量。保持坯體的(de)熱(rè)膨脹系數中等，太大(dà)易産生預熱(rè)開裂，太小會導緻釉面磚的(de)坯釉膨脹系數不匹配，導緻炸釉龜裂。



⑸ 黑(hēi)滑石的(de)過量使用(yòng)。由于滑石多(duō)是片狀結構，破碎時(shí)易呈片狀顆粒并較軟，故不易粉碎。在陶瓷制品成型過程中，極易趨于定向排列，導緻幹燥、燒成時(shí)産生各向異性收縮，過量使用(yòng)也(yě)會引起預熱(rè)開裂。

解決措施：黑(hēi)滑石可(kě)提高(gāo)熱(rè)穩定性，但要避免過量使用(yòng)，一般控制在4%以内。鎂質粘土沒有片狀結構，較易磨細，且有一定可(kě)塑性，能較好地代替黑(hēi)滑石使用(yòng)。



⑹ 原料燒成黑(hēi)心明(míng)顯，透氣性不好，或熔劑類原料（如鈉長(cháng)石）過于低溫，導緻坯體産生較嚴重的(de)黑(hēi)心、黃(huáng)心或白心等。這(zhè)方面的(de)影(yǐng)響也(yě)體現在二次燒成過程中。素坯黑(hēi)心導緻磚坯内部吸水(shuǐ)率不一緻，當邊角部吸水(shuǐ)率明(míng)顯大(dà)于中心部，會造成邊角部的(de)膨脹系數和(hé)濕應力大(dà)于中心部，在釉燒的(de)預熱(rè)段造成圓弧形掉角。

解決措施：調整配方比例，易黑(hēi)心的(de)原料要少用(yòng)，以減少坯體黑(hēi)心的(de)程度。



 ⑺ 選用(yòng)一些能适應快(kuài)速燒成的(de)原料，如透輝石、矽灰石、葉蠟石等。透輝石和(hé)矽灰石本身不含有機物(wù)和(hé)結構水(shuǐ)，幹燥收縮和(hé)燒成收縮都很小，熱(rè)膨脹系數不大(dà)，250～800℃時(shí)透輝石爲7.5×10-6℃-1，矽灰石爲6.7×10-6℃-1，且燒後磚坯的(de)機械強度得(de)到提高(gāo)，熱(rè)穩定性好，吸濕膨脹較小，在二次燒成的(de)釉面磚生産中，也(yě)有利于釉燒窯的(de)預熱(rè)快(kuài)燒。



3.2  燒成溫度制度

⑴ 窯頭溫度過高(gāo)，預熱(rè)段升溫太急，溫度梯度大(dà)。特别是第一、二組燒槍開度太大(dà)，磚坯無法承受急劇升溫帶來(lái)的(de)應力導緻開裂。通(tōng)常爲了(le)消除磚坯的(de)黑(hēi)心而過度升高(gāo)前溫，增加了(le)預熱(rè)開裂的(de)風險。另外，在573℃時(shí)，坯體中的(de)石英晶型轉換，此段升溫控制不好，也(yě)易産生裂紋。需注意的(de)是，空窯或頻(pín)繁稀窯時(shí)，窯頭溫度較高(gāo)，若控制不當，則産生“掉角”。

解決措施：調整排煙(yān)支閘等降低窯頭溫度，調小或關閉預熱(rè)帶輥棒下(xià)第一、二組燒嘴，以避免預熱(rè)帶開始時(shí)溫度升得(de)太快(kuài)。視情況降低第一至三區(qū)的(de)底、面溫度設定，保證平穩的(de)溫度梯度。不要爲了(le)調整黑(hēi)心缺陷而過度升高(gāo)前溫。在預熱(rè)帶中後期也(yě)要保持升溫平穩，防止晶型轉換産生開裂。盡量減少空、稀窯。



⑵ 預熱(rè)段橫截面的(de)溫差大(dà)。窯體漏風或擋火牆設計不合理(lǐ)、窯底堆積碎坯、堵槍等引起的(de)橫截面溫差過大(dà)時(shí)，磚坯受熱(rè)不均勻，易産生裂紋。

解決措施：盡量減少窯爐的(de)橫截面溫度差。調整預熱(rè)帶的(de)擋火闆和(hé)擋火牆，加強窯牆保溫，特别要注意避免排煙(yān)附近區(qū)域的(de)窯體漏風，防止炸坯過後堆積在窯底的(de)碎坯造成溫度不均勻。檢查預熱(rè)前段各組燒嘴，保證火焰燃燒均勻，助燃風壓正常，避免堵槍，竄火等。



⑶ 需要注意的(de)是，對(duì)于二次燒成的(de)釉面磚，會出現素燒坯外觀完整，在釉燒預熱(rè)帶才出現圓弧形掉角的(de)情況。由于生産現場(chǎng)條件的(de)限制，無法準确檢查素燒坯角是否已經存在暗裂，此時(shí)應同時(shí)檢查素燒窯爐和(hé)釉燒窯爐的(de)預熱(rè)帶，按以上兩點操作調整，而不應該局限于僅在釉燒窯爐的(de)預熱(rè)帶進行調整。



3.3  生産工藝參數

⑴ 坯體的(de)入窯水(shuǐ)分(fēn)較高(gāo)。坯體水(shuǐ)分(fēn)在短時(shí)間裏沒有排盡，生成的(de)水(shuǐ)汽量大(dà)，在快(kuài)燒條件下(xià)産生巨大(dà)的(de)壓力。對(duì)于釉面磚，較多(duō)的(de)噴水(shuǐ)和(hé)施釉量更容易出現圓弧形“掉角”。



⑵ 坯體的(de)入窯溫度較低。這(zhè)意味著(zhe)磚坯需要更長(cháng)的(de)受熱(rè)時(shí)間才能使表面和(hé)内部的(de)溫度達到一緻。當快(kuài)速升溫時(shí)，磚坯表面溫度高(gāo)于内部溫度，産生應力超過磚坯承受範圍，産生開裂。故儲坯機放置較久的(de)冷(lěng)坯入窯時(shí)更容易出現圓弧形“掉角”。



⑶ 坯體的(de)厚度較厚，規格尺寸大(dà)。這(zhè)将不利于快(kuài)燒，但因爲市場(chǎng)的(de)需要而無法避免。



對(duì)以上三點的(de)解決措施爲：提高(gāo)磚坯入窯溫度，降低入窯水(shuǐ)分(fēn)。一次燒成産品可(kě)提高(gāo)烘幹後坯溫，或提高(gāo)二次烘幹溫度，控制烘幹坯體水(shuǐ)分(fēn)在0.5%以下(xià)，入主窯坯體水(shuǐ)分(fēn)在1%以下(xià)。對(duì)于二次燒成釉面磚，可(kě)适當提高(gāo)素燒和(hé)釉燒的(de)烘幹窯溫度，控制幹坯入素燒主窯水(shuǐ)分(fēn)在1.5%以下(xià)，釉坯的(de)入釉燒主窯水(shuǐ)分(fēn)在0.5%以下(xià)。另外，需注意粉料的(de)陳腐時(shí)間要保持24小時(shí)以上，防止粉料水(shuǐ)分(fēn)不均勻導緻磚坯緻密度不均勻。