西瓦生产工艺的创新

钟路生 赖文 黄停停 刘仕建

摘要: 本文通过在三层辊道干燥窑、烧成窑中进行试验，研究西瓦能否在辊道窑中进行生产。试验结果表明：西瓦在辊道窑干燥、烧成是可行的，并指出生产中应当注意的问题。

关键词：西瓦；辊道窑；干燥；烧成

1 引言

目前，西瓦的干燥和烧成基本停留在隧道窑上，却没有在辊道窑上有所突破。西瓦在传统的隧道窑中干燥、烧成周期长、能耗大、产量低、工艺流程长，这种生产方式并不符合国家的节能减排要求。众所周知，近几年，陶土板这种节能产品的干燥、烧成在辊道窑中实现，并已得到广泛推广。而西瓦跟陶土板有相同的特性：如采用湿法挤出成形、坯体水分为16%～18%、体大坯厚、形状多样。是否西瓦也能够在辊道窑中得以实现，这就是本文要阐述的问题。通过在三层辊道干燥窑、烧成窑中进行试验，并得出试验数据。试验结果表明：西瓦在辊道窑干燥、烧成是可行的，并指出生产中应当注意的问题。

2 实验内容

2.1 实验条件及考核指标

2.1.1试验条件

（1） 干燥窑：三层，单层长 11m；

（2） 烧成窑：18节，长37.8m；

（3） 产品种类：平瓦、S型瓦、上釉平瓦、上釉S型瓦；

（4） 产品装载方式：下层垫棚板、棚板四角垫高西瓦。

2.1.2考核指标

本试验主要考核的指标有：吸水率、烧成收缩、能耗、产品声音。

2.2 实验步骤

先在烘箱、电炉中进行干燥和试烧。对参数进行摸索，同时结合西瓦厂的烧成制度，确定辊道式干燥、烧成曲线。再经过实验，不断调整干燥、烧成数据，成功烧制出西瓦。

2.2.1烘箱干燥

在80℃条件下，保温2h，在120℃条件下，保温2h。当坯体水分达到3%时，再继续在120℃条件下，保温2h，此时坯体中水分为1%，可以入窑。考虑到烘箱干燥热风循环没有多层干燥窑效率高，可以设定干燥时间为5h。

2.2.2电炉试烧

电炉试烧制备的西瓦产品性能如表1所示。

由表1可知，当烧成温度为1120℃时，时间为3h＋10 min时，采用高温自然冷却方式所得产品的颜色鲜艳、效果完美。并通过测此产品的吸水率，发现此烧成方式最佳。

2.2.3三层辊道窑干燥

（1） 模拟试验1

试验1中的干燥周期为2h，干燥温度、湿度参数如表2所示。

通过试验1发现，产品无开裂、变形；但坯体水分为3%～4%，达不到入窑炉水分的要求。

（2） 模拟试验2

试验2中的干燥周期为5h，干燥温度、湿度参数如表3所示。

通过试验2发现，产品无开裂、变形；坯体水分为0.6%～0.8%，达到入窑水分要求。证明辊道窑干燥西瓦可行。

综上所述，增加干燥周期、提高后期的温度，有利于坯体的干燥，使坯体干燥水分达到0.6%～0.8%。而真正在生产中，缩短干燥时间的方法为：前期干燥保持低温、高湿环境，加大热风循环力度；后期保持高温、低湿环境，控制坯体最后干燥水分。因此，调整方案为前期加大供热风机压力，后期提高温度，一般可达到180℃或更高。

2.2.4辊道窑烧成

电炉、辊道窑温度对照如表4所示。

由表4可知，因实验窑炉只有十八节，前几节温度不容易控制。但从西瓦的配方可知，其泥料含量高达60%～70%，在650℃之前的烧失量过大，所以350～650℃升温不能太急，防止产生预热裂纹。如果升温过急，严重时可能会产生黑心。10#～13#温度决定其是否会产生风裂，温度必须严格控制。控制好以上温度段，西瓦在辊道窑中烧成完全可行。当然，在真正大生产中，随着窑炉加长，温度相对更易控制。烧成曲线如图1所示。

3 生产中应注意的问题

3.1干燥开裂、变形

说到西瓦，自然就会想到陶土板，其成形方式、坯体含水率、坯体厚度跟陶土板基本相似。但西瓦异形更多，坯体形状越复杂，各个部位厚薄不均匀，干燥更不易均匀，其内部应力容易集中，从而坯体在收缩中更容易变形、开裂。当然通过实验不断地调整干燥窑内的热风流速、温度、湿度，完全可以控制好产品开裂、变形等问题。

坯体一般有个临界含水率[1]，其控制在8%左右（受工艺参数的影响），当坯体水分大于临界含水率时，坯体在干燥过程中内外收缩不一，导致坯体变形开裂；当坯体水分小于临界含水率时，坯体在干燥过程中收缩不大，产品不易变形。例如普通墙地砖干压成形的坯体水分在7%左右，40～50min干燥基本没有问题。所以解决干燥变形、开裂问题的关键因素有两个：

（1） 前期保持低温、高湿环境、加大热风循环力度；

（2） 后期保持高温、低湿确保干燥出窑水分。

3.2装载方式

产品装载及烧成效果见表5，其具体图形如图2所示。

分析：因平瓦正面平整，其垫上棚板，平瓦和棚板之间没有空隙，这样导致平瓦下层传热不好，产生结果是平瓦上下温差大，急冷不易控制，产生风裂；而S瓦、平瓦底面和棚板之间有空隙，气流通畅，坯体上下层传热均匀，这样坯体上下温差不大，急冷时易控制，不产生分裂。所以在设计辊道窑时，应该考虑产品在窑炉中的装载方式，可以选择立烧、或者架空西瓦等方式烧制产品。

4 产品性能与能耗

辊道窑与隧道窑在1110℃条件下，烧制产品性能对比情况如表6所示。

从表6可以看出，辊道窑烧制产品和隧道窑烧制的产品性能基本相同，但在辊道窑中干燥、烧成，其周期明显缩短，有利于降低能耗，从而证明在辊道窑中干燥、烧制西瓦是可行的。

5 结语

多层干燥窑可以使西瓦水分控制在1%以下，并保持产品干燥不开裂、不变形。合理的装载方式在辊道窑烧成可以确保产品烧制过程中急冷不易风裂。结合试验数据，合理的设计完全可以实现西瓦在辊道式干燥、辊道窑烧成，并且节能降耗，值得大力推广。

参考文献

[1] 段江波.马建国.浅析陶瓷高湿坯体的干燥机理及模式[J].佛山

陶瓷,2011,9.