关于轻质石材保温板烧成变形问题的分析

问：我司生产轻质陶瓷仿石材饰面保温装饰一体板产品（简称“轻质石材保温板”），六月份生产后，产品前后边变形较严重，影响产品加工尺寸。已尝试提高前温温度，并不见好转，请问是什么原因？

答：轻质石材保温板是一种二次布料一次烧成的轻质陶瓷石材装饰效果复合装饰板，基体为轻质闭孔发泡陶瓷材料，装饰面料为微发泡陶瓷材料或不发泡的微晶玻璃材料。烧成时，基体材料需要经过干燥脱水、有机物氧化、碳酸盐分解、玻化烧结、发泡膨胀、快速冷却、缓慢冷却等阶段。基体材料在脱水、烧失挥发、玻化烧结阶段产生收缩，在发泡膨胀阶段产生膨胀，在缓慢冷却阶段产生微收缩。装饰材料在脱水、烧失挥发、玻化烧结阶段产生收缩且与基体材料要保持收缩基本一致，否则将会变形，在发泡阶段利用微晶玻璃体的高温低粘度性质，被发泡基体陶瓷材料拉平，而且在缓慢冷却的脆性阶段，装饰面材料和发泡陶瓷材料的热膨胀系数一致。

实际上，由于装饰面料与保温基层材料在组成上的不同，以及材料水分含量、挥发分含量、始熔点、玻化烧结尺寸线性变化不同以及窑炉上下温度的差异，会导致在干燥脱水、有机物氧化、碳酸盐分解、玻化烧结发生变形，譬如面凹变或者面凸变，进入发泡膨胀阶段。随着材料高温蠕变性的变化，以及玻璃陶瓷体高温粘度的降低，基体陶瓷材料发泡剂的作用，以及上下温度制度的变化，产品会发生二次变形或多次变形。基体材料的热塑性也会随着面料装饰材料的粘弹性变化，基体材料的膨胀变化，陶瓷辊棒的传动以及窑体气流和温度场的变化而发生变化和变形。甚至，涂在基体材料下表面的耐火底浆和涂在装饰材料上表面的釉料和装饰材料的厚度变化，都会影响基体材料的膨胀，结果必然会影响尺寸、厚度和变形度。

你所说的前后边变形严重，影响加工尺寸现象，因为前期没有，且配方和原料没有发生变化，很可能是和在干燥脱水、有机物氧化、碳酸盐分解、玻化烧结前段发生变形有关，由于热气流往上，前温热电偶测温点少，有些就设置在窑炉顶部，所以极有可能是下温低，面温高所致的“凹变”，当“凹变”进入玻化烧结后段和发泡膨胀阶段后，由于产品“凹变”，卷起的边部也会由于传热作用，先膨胀，随着高温蠕变性和面料玻璃陶瓷体粘度的变化，“凹变”会趋于缓和，但是由于“凹变”所致的卷起的四周受温度和膨胀没有阻力影响，会先膨胀，且膨胀快。进入发泡膨胀阶段后期，由于高温蠕变性和面料玻璃陶瓷体粘度的急剧变化以及棍棒传动力和传动摩擦阻力和膨胀蠕动阻力的影响，最终趋于平整，但是发泡陶瓷板会被拉扯变形，形成前段边部凹陷，其他三边凸起的情况，这种情况会导致加工量增加，且加工后的尺寸无法保证生产要求，甚至还会出现面部变形。

如何解决，笔者认为还是从窑炉的维护保养开始，首先要清理好干燥脱水阶段窑炉阶段下部的掉落坯体，保证下部气流顺畅；其次维护好有机物氧化、碳酸盐分解、玻化烧结窑炉阶段下部的挡火墙和挡火板，确实起到隔离阻断、调节气流的作用；其三是维护好有机物氧化、碳酸盐分解、玻化烧结阶段窑炉上下部燃烧系统和烧嘴，做到需要时点燃下部烧嘴，保证上下温度的一致或者防止在该阶段的凹变形；其四，在玻化烧结前段，可以适当提高面温，提前降低面料玻璃陶瓷体粘度，降低膨胀时面料对底料发泡膨胀陶瓷体的阻力；其五，在成型时适当降低面料厚度，提高底料厚度，减少面料热性能差异对底料的影响；其六，处理好细节，譬如陶瓷辊棒的质量检测和维护，耐火底浆的涂布质量，减少运动过程的阻力影响。（韩复兴）

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