抛光砖黑杂产生原因及解决措施

赵光岩

摘 要：本文针对瓷砖生产过程易出现黑杂缺陷的问题，将正常粉料和杂质粉料进行对比，并对生产过程进行分析。结果表明：水管、热风管和压机下料管生锈是产生黑杂的主要原因。文章对铁锈产生的原因进行分析并提出了相应的解决措施，将生产过程规范化、具体化，从而减少黑杂产生，提高产品质量。

关键词：抛光砖；黑杂；铁锈

1 引言

黑杂是瓷砖表面一些影响瓷砖美观度的黑色斑点，是在瓷砖生产过程中意外出现的，黑杂的存在严重影响瓷砖的美观度，降低了瓷砖装饰效果，制约着瓷砖产品质量的提高。对有黑杂的瓷砖，陶瓷厂家往往作降级处理，根据笔者公司财务四年的统计，黑杂导致降级的比例在1.46%～2.06%之间，每年造成的损失超过200万元。为了降低黑杂造成的损失，公司进行了工艺改进和管理改进，通过实施相关改进措施将黑杂比例控制在1.0%内。本文针对瓷砖粉料中混入铁锈造成黑杂的原因进行分析，就如何控制黑杂采取的措施进行总结，希望能对同行有所帮助。

2 黑杂产生原因分析

通过对正常粉料和杂质粉料（产生黑杂多的原料）进行分析，笔者发现两者的区别主要是氧化铁含量不同，杂质粉料氧化铁比例达到2.47%，远超过正常粉料中0.35%的比例；在烧失量方面，杂质粉料的烧失量为5.30%，大于正常粉料4.23%的烧失量，这说明氧化铁和烧失物可能是导致黑杂的因素。通过对黑杂产生的时间段进行跟踪，发现两个黑杂比例高的时间段：（1）转换产品的第一班，黑杂产生的比例是该产品一般黑杂比例的2倍以上；（2）原料、成型车间设备故障维修后。对不同颜色瓷砖的黑杂比例进行分析，笔者发现浅色陶瓷产品的黑杂比例高于深色陶瓷产品的黑杂比例。

由分析可知，氧化铁和烧失性物质可能是黑杂的来源，通过对生产流程分析，我们找到氧化铁的来源是铁锈，烧失物的来源是喷雾塔里面没有完全燃烧的煤粉颗粒或焦油。通过对生产工序进行研究，发现产生铁锈有四个来源：1）水管生锈；2）喷雾塔热风管高温氧化；3）粉料仓焊缝生锈；4）压机下料管铁锈。对转换产品第一班和设备维修的过程进行跟踪，笔者发现两者有一个共同的特点，即卫生清理不彻底，导致其它物质进入坯体中。对于浅色砖黑杂比例高的现象，通过对砖面进行观察，得知产生这种现象的主要原因是黑杂在浅色砖中比在深色砖中更加明显。

3 铁锈的来源及控制措施

3.1 水管生锈

生产中使用的水管大部分是镀锌管，随着使用时间增加，水管的镀锌层在水中Cl-、CO32-等酸性离子的作用下逐渐被腐蚀破坏，露出铁质层，水中的O2与铁相接触，水管内壁开始生锈，随着时间推移铁锈颗粒逐渐变大，铁锈与管壁之间的结合力减小，当铁锈颗粒达到一定大小后，在水的冲刷作用下脱落，进入球磨机，再进入浆料，最终进入粉料中产生黑杂。为了解决水管铁锈造成黑杂的问题，可将生锈的镀锌管更换成pp材质的水管，避免水管生锈，从而解决了水管生锈带入氧化铁而造成黑杂的问题。

3.2 喷雾塔热风管高温氧化

热风炉鼓出的热风是喷雾干燥塔干燥浆料的热源，热风温度在900～1100 ℃之间，热风中的氧气在高温下有很强的活性，导致不锈钢热风管生锈。为了验证热风管生锈对黑杂的影响，笔者将定量的粉料冲洗过筛，用筛余物在粉料中产生黑杂的数量多少来判断粉料中的黑杂数量。在实验中分别取1 kg喷雾塔开始喷粉2 min、6 min、10 min和15 min的粉料放入200目的筛网（球磨细度标准为250目，筛余0.8%～1.0%）中用水冲洗，取筛余物进行烘干，把烘干的筛余物放入压机模具中，然后补加正常粉料压制成圆饼状试样，把压好的样品放在硅钢盘中（有筛余物面朝上），再放入窑炉进行烧成。对比喷粉后不同时间的粉料筛余物烧成后的样品。发现开塔2 min的粉料筛余物中含有的黑色杂质大而多，随着喷粉时间的延长，黑杂逐渐变小且少，在喷粉10 min后，黑杂数量开始稳定。这是由于开塔前2 min，热风管内的铁锈被热风吹入塔内，与粉料接触从而增加了黑杂的产生。

3.3 粉仓焊缝生锈

陶瓷原料粉仓一般采用不锈钢材料焊接而成，通常 40 t的粉料仓有8～10条水平焊缝和一条从上到下的垂直焊缝。使用2年后在粉料仓的焊缝处会出现生锈现象。铁锈直接进入粉料中，经过烧成后铁锈在砖坯上形成黑杂（黑色颗粒）。为了验证焊缝处铁锈对黑杂的影响，在粉料用完后，对粉仓进行敲打，取敲打后落下的粉料1 kg，放置在200目筛网上用水进行冲洗，将冲洗后的筛余物烘干，放入压机模具内，加入粉料压制成圆饼状试样，然后放入窑炉进行烧成。通过对比含有筛余物的烧成试样和正常粉料的烧成试样，发现含有筛余物的烧成试样表面大部分是黑色物质，而正常粉料的烧成试样表面看不到黑色物质。这说明在敲击粉料仓时铁锈落入粉料中，且粉料仓焊缝的铁锈会导致产品产生黑杂。

经过分析，得知粉料仓焊缝处容易生锈是因为：焊接时焊条燃烧破坏了接口附近的不锈钢钝化层，使得接口处的不锈钢容易氧化生锈；其次，不锈钢焊的纯度和焊接时暴露在氧气中是焊缝容易生锈的主因；此外，焊条的成分与接口处不锈钢板的成分不一致也容易导致焊缝氧化生锈。为了减少粉料仓焊缝生锈产生的黑杂，可对粉料仓已经生锈的接缝处进行打磨，除去生锈层，同时对打磨后的焊缝处表面进行处理，提高焊缝处的抗氧化能力。

3.4 压机下料管铁锈

在生产过程中，当粉料团聚堵下料管时，操作工往往采取敲打下料管管壁的办法来解决堵料问题。通过对敲击下料管时的粉料进行跟踪，发现敲击下料管往往会使产品出现突发性黑杂。通过分析，在敲打下料管时，管壁上的铁锈松动，随着粉料摩擦逐渐脱落掉入粉料中，所以会出现突发性黑杂。为了避免敲击下料管造成黑杂，可采取以下三个措施：1）将下料管更换成不锈钢材质；2）增加下料管的倾斜度，提高下料的顺畅性；3）严格控制粉料水分，防止粉料水分过大而出现结团堵料管的现象。

4 规范操作降低黑杂

对黑杂产生时间进行分析发现，转换产品和设备维修往往是产生黑杂的高峰。通过对生产过程进行跟踪，发现产生黑杂高峰的原因是卫生清理不彻底，造成其它物质进入粉料产生黑杂。针对卫生清理不彻底产生黑杂，可从程序、管理和设备三方面入手：1）对转换产品和设备维修的卫生清理进行具体化、标准化，将工作落到实处；2）落实责任人制度，无论转换产品还是设备维修都有具体责任人，依据黑杂产生数量对责任人进行考核；3）设备改造，针对粉料传送带容易落杂，可在粉料传送带上方安装防杂板。

针对浅色产品黑杂更加明显突出的问题，主要从细节处入手来减低黑杂比例。在浆料加工、粉料加工和生产加工上进行细化处理。在浆料处理上，增加过筛除铁的次数，减少浆料中的氧化铁和大颗粒物质；在粉料制备上，喷粉前对热风管进行清理，减少热管带入的铁锈；在生产加工上，提高设备卫生清理标准，减少设备杂质带来的黑杂。

5 结语

黑杂产生的根源是原料加工过程存在纰漏和控制工艺缺失，本文通过对原料加工过程和生产过程进行分析，找到部分产生黑杂的原因并提出了相应的解决方法。通过一系列改进措施，黑杂比例明显降低，有效提高了产品质量。