金刚釉生产工艺控制技术
查武华 杨涛 黄焱墉 熊勋旺 李清莲 江健 方晓凯
摘 要：随着普通抛釉砖的快速发展，其所带来的生产技术问题也一一暴露，高平、高硬的抛光砖特点使其在建筑陶瓷的主流地位受到冲击，为了追求“高平、高透、高硬”质感，技术不断创新，金刚釉（超平釉、厚抛釉）的诞生成为建筑陶瓷史上一个必然的时代产物，其外观效果能达到薄微晶产品的高平、高透属性，配方引进刚玉粉的技术亮点也达到了消费者所迫切的高硬高耐磨的品质需求。
关键词：配方；刚玉；工艺；生产问题
1 前言
金刚釉顾名思义是指其产品釉面能同金刚石一样硬，突出产品性能检测能达到莫氏硬度5级以上，金刚釉又名超平釉，是指其抛光后达到水平如镜的表面效果。金刚釉系列产品的整个生产技术系统是建立在普通全抛釉的基础上升级改造，流程：粉料→压机→干燥窑→前钟罩淋面釉→3D喷墨→小干燥→后钟罩淋金刚抛釉→窑前干燥→大窑→抛光（硬抛），最终得到高平整、高透亮、高硬高耐磨的金刚釉产品。
2 金刚釉产品配方技术
2.1 金刚抛釉配方
（1）以普通全抛釉配方为基础，为提高产品硬度和耐磨度，釉层在高温烧成时需形成坚硬的玻璃相，相比石英和莫来石（高温粘度大，针孔难控制）、辉石类及复合晶相（光泽度不够，哑光）等，刚玉是最佳选择，刚玉熔点和硬度很高，但量不宜过多，会影响透感，因此在制备金刚釉釉料时应使用研磨的刚玉粉，细度控制在300 ～ 600目最佳。以下为大致配方。
（2）金刚釉刚玉量的多少与硬度成正比，刚玉量越多，硬度越高，但其透明度越差，釉层底下气泡越多，抛光后毛孔越多，抛釉量一般在800 ～ 1000 g/件。
2.2 坯体配方
（1）由于上述抛釉配方中引进了刚玉粉，烧成温度提高，所以坯体配方温度必须提高，铝含量需在19 ～ 21%以上，必须保证两者匹配，从而不影响坯体排气，导致出窑砖面毛孔，甚至产品后期做急冷急热性能检测时出现裂纹。
（2）金刚釉釉量比普通全抛釉釉量多1 ～ 2倍，意味着砖坯承重大，在釉线传动过程中容易震动造成裂纹，所以坯体配方需增加3 ～ 6%坭或加大增强剂（如PVA）用量来提高砖坯强度。
（3）在干燥窑不变或干燥温度不足的情况下，尽量降低坯体粉料所含的水分，普通全抛釉粉料水分在6.7 ～ 7.2%，金刚釉粉料水分则在6.5 ～ 7.0%内。
（4）当生产通体金刚釉时，应注意各个颜色粉料的收缩，收缩率偏差会直接影响到出窑砖面效果，即格栅印明显。
2.3 面釉配方
（1）同上述介绍一样，也需提高面釉温度，一般铝含量在24 ～ 26%以上，使其能承受住坯体排气造成的针孔，同时匹配坯体膨胀系数，可适当增加高膨胀熔块或霞石；
（2）由于金刚釉施釉量大，水分也大，因此在普通面釉基础下保证釉的流动性减少甲基用量；
（3）面釉配方体系中应减少石英用量，增加硅灰石用量，降低产品挠曲度，加入量为1 ～ 3%可避免釉面出现细小裂纹。
3 生产工艺技术
3.1 釉线工艺技术
金刚釉产品与普通全抛釉产品在釉线上最大的差别就是水分的多少，控制各阶段水分含量是重之又重。
（1）制定合理的釉线干燥参数：金刚釉产品整体釉量远比普通全抛釉釉量大，意味着引入的水分也多，所以要控制入窑前水分在0.6 ～ 1.0%内，必须要升高淋釉前温度，加快坯体往外排水的速度，排水速度过快易产生边裂，排水速度過慢易产生面裂，因此必须制定合理的干燥温度参数。
（2）制定合理的釉线喷水参数：由于金刚抛釉属于低温熔块釉且釉厚，在1080℃ 开始熔融，当淋抛釉时出现的针孔在高温区就能熔平，所以在淋抛釉前就不需要喷水控制针孔，减少水分的摄入。
制定稳固的釉线传动参数：金刚釉产品釉量大，特别在淋釉后一段时间，坯体强度最小时，釉线传动水平需要严格要求。首先，釉线线架必须一米内加一组支撑架，减少坯体在传送过程中的震动；其次，釉线传动速度不可过快，当钟罩淋釉釉量偏大时，应将釉斗阀门开度关小；最后，各皮带传动轮交接处水平高低必须完全一致，以及皮带轮粉尘是否积粉结块形成凸起造成裂纹等。
3.2 窑炉工艺技术
（1）窑头K1、K2的温度：淋800 ～ 1000 g/件金刚抛釉后，入窑水份会偏大到0.8 ～ 1.0%左右，窑头温度不能过高，否则进窑迅速排水而炸坯，窑头温度过低时，排水不充分而出现面裂缺陷，窑头K1、K2温度应定期用热电偶检测左中右温差，避免出现裂纹；
（2）中温区温度曲线控制：中温区的温度曲线制定应考虑坯体配方的坭含量和金刚抛釉的始熔点，当坯体坭含量过高，坯体氧化越差，侧面针孔黑点越多，甚至黑心；当中温区温度达不到金刚抛釉的始熔点，意味着抛釉在高温区还在排气，出窑砖面会存在类似猪毛孔气泡，一般抛釉始熔点在1075 ～ 1085℃；
（3） 高温区温度曲线控制：最高烧成温度过高，会使得坯体排气冲破面釉层而形成穿底针孔降级，当烧成温度处于最高范围，而成品硬度耐磨检测仍然偏低时，应考虑加大刚玉粉的用量或使用研磨更细的刚玉粉。
3.3 抛光工艺技术
金刚釉产品高温煅烧后表面会形成一层坚硬的晶相层，一般全抛釉产品软抛使用的弹性模块无法抛深，需使用切削力强的金刚石模块和树脂模块进行硬抛，抛后效果能达到高平的品质要求。抛光工序大致模块排比见表5。
4 生产问题分析及解决技术
4.1 裂纹
（1）固定窑位的面裂：排烟抽力的分布不合理，也就是说，第一排、第二排、第三排开度分配不合理，造成砖在最前段没有及时排走多余的自由水时，在升温过程中出现裂纹，应及时跟踪窑尾窑位裂纹数量调整开度；
（2）窑底烂砖烂棒需定期清理干净，否则会造成窑内热烟气流动不畅；检查底抽口是否有因炸砖烂砖屑造成抽口堵塞抽力不足问题；
（3）检查窑炉前段传动水平，砖坯进窑后开始排水的过程中砖坯强度是最差的时期，棒座的不平直接导致边裂纹的产生； 窑炉内产生裂纹的因素有砖坯入窑水份过大、窑炉前段排水不充分、窑速过快（排水时间过短）以及前段挡火墙的高度、窑炉预热带是否有加装底枪燃气加热管等，其它工艺产生裂纹的要点如下鱼骨图分析，就不一一介绍。
4.2 毛孔、针孔
（1）出窑砖面底层有密集小气泡飘浮，抛光填蜡后有密集白点，抛釉釉料温度过高或烧成温度过低导致，可适当升高烧成温度，当烧成温度超过坯体温度时，容易出现过烧穿底针孔现象，应在抛釉配方中适当加0.5 ～ 2.0%氧化锌或碳酸钡降低温度；
（2）后钟罩淋釉出现缩釉针孔，主要为干燥坯存在假颗粒现象，抛釉釉层较厚造成缩釉，出窑特征为穿底针孔，主要检查原料浆料过筛筛余，加强过筛和定期更换筛网等；
（3）釉层太厚造成的边部密集毛孔，应加强岗位员工检测边部釉量或跟踪走砖是否倾斜；
（4）中温区温度不够，导致抛釉还没彻底熔融排完气就进入高温区，根据出窑产品氧化程度，调整中温区温度。
4 结语
通过上述几方面可知，金刚釉产品生产需要很高的综合性工艺控制技术，各个岗位工序标准的制定和生产过程的变量是每一个问题解决的出发点，但不可因为工艺技术难控制而忽视各细节的管理。
摘 要：随着普通抛釉砖的快速发展，其所带来的生产技术问题也一一暴露，高平、高硬的抛光砖特点使其在建筑陶瓷的主流地位受到冲击，为了追求“高平、高透、高硬”质感，技术不断创新，金刚釉（超平釉、厚抛釉）的诞生成为建筑陶瓷史上一个必然的时代产物，其外观效果能达到薄微晶产品的高平、高透属性，配方引进刚玉粉的技术亮点也达到了消费者所迫切的高硬高耐磨的品质需求。
关键词：配方；刚玉；工艺；生产问题
1 前言
金刚釉顾名思义是指其产品釉面能同金刚石一样硬，突出产品性能检测能达到莫氏硬度5级以上，金刚釉又名超平釉，是指其抛光后达到水平如镜的表面效果。金刚釉系列产品的整个生产技术系统是建立在普通全抛釉的基础上升级改造，流程：粉料→压机→干燥窑→前钟罩淋面釉→3D喷墨→小干燥→后钟罩淋金刚抛釉→窑前干燥→大窑→抛光（硬抛），最终得到高平整、高透亮、高硬高耐磨的金刚釉产品。
2 金刚釉产品配方技术
2.1 金刚抛釉配方
（1）以普通全抛釉配方为基础，为提高产品硬度和耐磨度，釉层在高温烧成时需形成坚硬的玻璃相，相比石英和莫来石（高温粘度大，针孔难控制）、辉石类及复合晶相（光泽度不够，哑光）等，刚玉是最佳选择，刚玉熔点和硬度很高，但量不宜过多，会影响透感，因此在制备金刚釉釉料时应使用研磨的刚玉粉，细度控制在300 ～ 600目最佳。以下为大致配方。
（2）金刚釉刚玉量的多少与硬度成正比，刚玉量越多，硬度越高，但其透明度越差，釉层底下气泡越多，抛光后毛孔越多，抛釉量一般在800 ～ 1000 g/件。
2.2 坯体配方
（1）由于上述抛釉配方中引进了刚玉粉，烧成温度提高，所以坯体配方温度必须提高，铝含量需在19 ～ 21%以上，必须保证两者匹配，从而不影响坯体排气，导致出窑砖面毛孔，甚至产品后期做急冷急热性能检测时出现裂纹。
（2）金刚釉釉量比普通全抛釉釉量多1 ～ 2倍，意味着砖坯承重大，在釉线传动过程中容易震动造成裂纹，所以坯体配方需增加3 ～ 6%坭或加大增强剂（如PVA）用量来提高砖坯强度。
（3）在干燥窑不变或干燥温度不足的情况下，尽量降低坯体粉料所含的水分，普通全抛釉粉料水分在6.7 ～ 7.2%，金刚釉粉料水分则在6.5 ～ 7.0%内。
（4）当生产通体金刚釉时，应注意各个颜色粉料的收缩，收缩率偏差会直接影响到出窑砖面效果，即格栅印明显。
2.3 面釉配方
（1）同上述介绍一样，也需提高面釉温度，一般铝含量在24 ～ 26%以上，使其能承受住坯体排气造成的针孔，同时匹配坯体膨胀系数，可适当增加高膨胀熔块或霞石；
（2）由于金刚釉施釉量大，水分也大，因此在普通面釉基础下保证釉的流动性减少甲基用量；
（3）面釉配方体系中应减少石英用量，增加硅灰石用量，降低产品挠曲度，加入量为1 ～ 3%可避免釉面出现细小裂纹。
3 生产工艺技术
3.1 釉线工艺技术
金刚釉产品与普通全抛釉产品在釉线上最大的差别就是水分的多少，控制各阶段水分含量是重之又重。
（1）制定合理的釉线干燥参数：金刚釉产品整体釉量远比普通全抛釉釉量大，意味着引入的水分也多，所以要控制入窑前水分在0.6 ～ 1.0%内，必须要升高淋釉前温度，加快坯体往外排水的速度，排水速度过快易产生边裂，排水速度過慢易产生面裂，因此必须制定合理的干燥温度参数。
（2）制定合理的釉线喷水参数：由于金刚抛釉属于低温熔块釉且釉厚，在1080℃ 开始熔融，当淋抛釉时出现的针孔在高温区就能熔平，所以在淋抛釉前就不需要喷水控制针孔，减少水分的摄入。
制定稳固的釉线传动参数：金刚釉产品釉量大，特别在淋釉后一段时间，坯体强度最小时，釉线传动水平需要严格要求。首先，釉线线架必须一米内加一组支撑架，减少坯体在传送过程中的震动；其次，釉线传动速度不可过快，当钟罩淋釉釉量偏大时，应将釉斗阀门开度关小；最后，各皮带传动轮交接处水平高低必须完全一致，以及皮带轮粉尘是否积粉结块形成凸起造成裂纹等。
3.2 窑炉工艺技术
（1）窑头K1、K2的温度：淋800 ～ 1000 g/件金刚抛釉后，入窑水份会偏大到0.8 ～ 1.0%左右，窑头温度不能过高，否则进窑迅速排水而炸坯，窑头温度过低时，排水不充分而出现面裂缺陷，窑头K1、K2温度应定期用热电偶检测左中右温差，避免出现裂纹；
（2）中温区温度曲线控制：中温区的温度曲线制定应考虑坯体配方的坭含量和金刚抛釉的始熔点，当坯体坭含量过高，坯体氧化越差，侧面针孔黑点越多，甚至黑心；当中温区温度达不到金刚抛釉的始熔点，意味着抛釉在高温区还在排气，出窑砖面会存在类似猪毛孔气泡，一般抛釉始熔点在1075 ～ 1085℃；
（3） 高温区温度曲线控制：最高烧成温度过高，会使得坯体排气冲破面釉层而形成穿底针孔降级，当烧成温度处于最高范围，而成品硬度耐磨检测仍然偏低时，应考虑加大刚玉粉的用量或使用研磨更细的刚玉粉。
3.3 抛光工艺技术
金刚釉产品高温煅烧后表面会形成一层坚硬的晶相层，一般全抛釉产品软抛使用的弹性模块无法抛深，需使用切削力强的金刚石模块和树脂模块进行硬抛，抛后效果能达到高平的品质要求。抛光工序大致模块排比见表5。
4 生产问题分析及解决技术
4.1 裂纹
（1）固定窑位的面裂：排烟抽力的分布不合理，也就是说，第一排、第二排、第三排开度分配不合理，造成砖在最前段没有及时排走多余的自由水时，在升温过程中出现裂纹，应及时跟踪窑尾窑位裂纹数量调整开度；
（2）窑底烂砖烂棒需定期清理干净，否则会造成窑内热烟气流动不畅；检查底抽口是否有因炸砖烂砖屑造成抽口堵塞抽力不足问题；
（3）检查窑炉前段传动水平，砖坯进窑后开始排水的过程中砖坯强度是最差的时期，棒座的不平直接导致边裂纹的产生； 窑炉内产生裂纹的因素有砖坯入窑水份过大、窑炉前段排水不充分、窑速过快（排水时间过短）以及前段挡火墙的高度、窑炉预热带是否有加装底枪燃气加热管等，其它工艺产生裂纹的要点如下鱼骨图分析，就不一一介绍。
4.2 毛孔、针孔
（1）出窑砖面底层有密集小气泡飘浮，抛光填蜡后有密集白点，抛釉釉料温度过高或烧成温度过低导致，可适当升高烧成温度，当烧成温度超过坯体温度时，容易出现过烧穿底针孔现象，应在抛釉配方中适当加0.5 ～ 2.0%氧化锌或碳酸钡降低温度；
（2）后钟罩淋釉出现缩釉针孔，主要为干燥坯存在假颗粒现象，抛釉釉层较厚造成缩釉，出窑特征为穿底针孔，主要检查原料浆料过筛筛余，加强过筛和定期更换筛网等；
（3）釉层太厚造成的边部密集毛孔，应加强岗位员工检测边部釉量或跟踪走砖是否倾斜；
（4）中温区温度不够，导致抛釉还没彻底熔融排完气就进入高温区，根据出窑产品氧化程度，调整中温区温度。
4 结语
通过上述几方面可知，金刚釉产品生产需要很高的综合性工艺控制技术，各个岗位工序标准的制定和生产过程的变量是每一个问题解决的出发点，但不可因为工艺技术难控制而忽视各细节的管理。
