翟新崗 李秀軍 王本江 王維華

(德州市樂華陶瓷潔具有限公司 山東 德州 253000)

前言

筆者在生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)一種釉面缺陷，該缺陷外觀類似毛孔或棕眼，但放大后發(fā)現(xiàn)是一小簇小毛孔聚合在一起。該缺陷曾困擾我們很久，對企業(yè)造成不小的經(jīng)濟損失，后經(jīng)過大家不懈努力，終于發(fā)現(xiàn)是因碳化硅雜質(zhì)混入泥漿產(chǎn)生的缺陷。

在衛(wèi)生陶瓷生產(chǎn)企業(yè)中，碳化硅是一種常見的材質(zhì)，它主要用作窯爐耐火材料，如碳化硅窯板、碳化硅橫梁等，也存在于砂紙等輔助材料中。筆者所經(jīng)歷的這次事故，就是因碳化硅砂紙使用不當所致。

筆者現(xiàn)就該缺陷產(chǎn)生及排查過程敘述如下，供業(yè)內(nèi)同行參考借鑒，也可為解決此類缺陷提供一種思路。

1 缺陷產(chǎn)生的初步原因分析

1.1 “毛孔”缺陷的外觀

該缺陷外觀很像毛孔缺陷，為下面敘述方便，就稱之為“毛孔”。該毛孔缺陷尺寸在1.5 mm以內(nèi)，用放大鏡看是多個開口氣泡聚合在一起，有時毛孔中間發(fā)黑，有時不發(fā)黑。從缺陷出現(xiàn)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上看，既有連體坐便器的大件產(chǎn)品，也有小便器、臺下盆、柜盆等小件產(chǎn)品。從產(chǎn)品型號看也無規(guī)律可循，連體的大件和小件各個型號的產(chǎn)品都存在此缺陷。從窯爐方面看，在同一部窯車上，該毛孔缺陷的分布也毫無規(guī)律可循；不同窯車之間也無規(guī)律。該毛孔缺陷每天對產(chǎn)品優(yōu)等品率的影響在2%～5%不等，給我公司帶來較大的經(jīng)濟損失。產(chǎn)品放大后的缺陷外觀如圖1所示。

圖1 產(chǎn)品放大后的缺陷外觀圖

1.2 “毛孔”缺陷的初步分析

該“毛孔”缺陷產(chǎn)生后，經(jīng)過反復(fù)觀察分析，認為可能引起該缺陷的因素有：

1)窯爐落臟。窯頂落臟，棚板或者橫梁的落臟，在高溫下與釉料發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生此缺陷。

2)窯爐燒成制度不合理。如坯體氧化不完全，升溫過快等導(dǎo)致“毛孔”缺陷產(chǎn)生。

3)坯體中某種原料雜質(zhì)偏高，在高溫下分解產(chǎn)生氣體，導(dǎo)致“毛孔”缺陷產(chǎn)生。

4)漿池、漿罐、漿管未進行徹底清理，雜質(zhì)含量超標導(dǎo)致缺陷產(chǎn)生。

5)泥漿過篩除鐵次數(shù)不足。泥漿中粗大顆粒偏多，鐵含量超標等，也會造成釉面“毛孔”缺陷。

6)釉料配方不合理，釉料偏粗，釉始熔溫度偏低，燒成范圍太窄等，易出現(xiàn)此缺陷。

7)坯體過濕、入窯水分偏高所致。

2 試驗與分析

2.1 排查試驗

為了判斷“毛孔”缺陷產(chǎn)生的準確原因，筆者從上述分析的幾個原因入手分別進行了如下排查試驗：

2.1.1 窯爐方面

1)徹底清掃窯頭進車處窯墻、窯頂?shù)母m，3 d后該缺陷未見減少；

2)將所有窯板、橫梁打磨、清掃干凈，窯板全部重刷一遍氧化鋁，該缺陷未見減少；

3)強化所有窯車的清潔、吹塵，該缺陷略有減少，但仍批量出現(xiàn)；

4)調(diào)整窯爐燒成曲線，加大排煙，加大空燃比增強氧化，延長氧化帶窯車運行時間，放緩氧化帶升溫速度，窯車車速從150車/d降低到140車/d，該缺陷未見減少；

5)考慮可能是碳化硅窯板落臟導(dǎo)致毛孔，所以把前后相連的30部窯車的碳化硅窯板全部換成堇青石窯板，并確保這些窯車所用碳化硅橫梁清潔無結(jié)渣，連續(xù)跟蹤一周時間，該缺陷未見減少；

6)噴釉前確保素坯水分含量小于1%，然后將噴釉后的坯體，再次放入干燥房進行烘干。窯爐裝車時把這些釉坯全部裝在換成堇青石窯板的窯車上，燒后該缺陷未見減少；

7)近似密封、扣燒的臺下盆類產(chǎn)品，產(chǎn)品全部裝在堇青石窯車上，燒后釉面也出現(xiàn)批量“毛孔”缺陷。

2.1.2 釉料方面

1)把釉料細度325目篩余從0.15%加細到0.05%，該缺陷未見減少；

2)使用高溫電爐試燒，釉料的始熔溫度在1 100 ℃以上；調(diào)整釉料配方，把釉料始熔溫度調(diào)整到1 140 ℃，燒后產(chǎn)品釉面仍存在該缺陷；

3)把球磨機內(nèi)的球石全部從球磨機內(nèi)倒出，徹底清洗干凈；球磨的釉漿單獨過篩除鐵，單獨使用塑料桶送釉到噴釉班，燒后該缺陷未見減少；

4)把我廠釉料送到其他廠試燒，未產(chǎn)生此類缺陷；把其他廠釉料拉到我廠試燒，仍出現(xiàn)該缺陷。說明釉料不會導(dǎo)致此類缺陷，坯體出現(xiàn)問題的可能性較大。

2.1.3 漿料方面

1)把篩網(wǎng)從80目換成100目，過篩次數(shù)從3次提高到5次，該缺陷未見明顯減少；

2)清洗所有的漿池、樓頂漿罐、車間內(nèi)漿缸和上漿漿管，半月后該缺陷未見減少；

3)將所有泥漿用原料做單一原料檢測，未出現(xiàn)此類缺陷；

4)只使用出球新漿進行注漿，試燒后仍有此類缺陷出現(xiàn)。

2.2 原因分析

從上述2.1排查試驗可以判斷：窯爐和釉料不是導(dǎo)致毛孔缺陷的原因，漿料是導(dǎo)致毛孔缺陷的主要原因。單一原料排查正常，但全部使用新漿注漿卻仍出現(xiàn)“毛孔”缺陷，懷疑是泥漿加工工藝過程出了問題，如水質(zhì)、電解質(zhì)等。

經(jīng)排查原始記錄，發(fā)現(xiàn)有一重大工藝因素改變：為節(jié)約水資源，球磨泥漿所用的自來水部分換成了改洗回用水。經(jīng)核對日期后推算，自從更換水源后此“毛孔”缺陷就出現(xiàn)并一直居高不下。初步判斷是改洗回用水水質(zhì)有問題，所以安排了如下試驗：

1)重新?lián)Q成自來水球磨泥漿，經(jīng)粗略陳腐后再次使用新漿進行注漿，半個月后試燒，結(jié)果終于有了可喜的變化，“毛孔”缺陷沒有出現(xiàn)。

2)將大量改洗回用水過500目篩，把篩余按5%比例摻入到生產(chǎn)用泥漿中混合均勻，注漿試燒，結(jié)果產(chǎn)品全部出現(xiàn)嚴重的“毛孔”缺陷。

以上驗證試驗說明：改洗回用水中混入了某種雜質(zhì)，該雜質(zhì)導(dǎo)致了“毛孔”缺陷的出現(xiàn)。

2.3 雜質(zhì)來源排查

回用水來源于成形工序，所以對成形工序所有的輔助材料進行了逐一排查，如海綿、百潔布、綠砂、刀具、各種網(wǎng)狀砂紙等，結(jié)果發(fā)現(xiàn)砂紙的可能性最大。

在所用的砂紙中，除白色氧化鋁砂紙燒后釉面正常外，其余砂紙燒后均會出現(xiàn)類似的毛孔缺陷，其中尤以黑色碳化硅砂紙最為嚴重。

將少量的碳化硅砂紙顆粒撒入泥漿表面后，燒后釉面出現(xiàn)嚴重的“毛孔”缺陷，如圖2所示。

圖2 泥漿表面撒入少量碳化硅砂粒后產(chǎn)品外觀圖

該缺陷與大生產(chǎn)所產(chǎn)生的缺陷完全一致。這充分證實：碳化硅砂紙是導(dǎo)致“毛孔”缺陷的主要原因。

2.4 “毛孔”缺陷產(chǎn)生原因分析

經(jīng)查物料領(lǐng)用記錄發(fā)現(xiàn)，碳化硅砂紙是在更換球磨用水工藝之后才用的。在做更換球磨用水試驗時，該砂紙并未應(yīng)用到成形工序，改洗回用水相對水質(zhì)比較干凈，所以更換球磨用水試驗結(jié)果較好，工藝評價認為可以使用改洗回用水球磨泥漿，對產(chǎn)品質(zhì)量無影響。

碳化硅砂紙在采購前試用時，成形員工反映使用性能很好，所以相關(guān)部門就進行了批量采購。但該砂紙未經(jīng)工藝試驗檢測，未考察其對釉面質(zhì)量的影響。成形工人在大批量使用碳化硅砂紙后，砂紙上脫落的碳化硅顆粒或者進入到坯體中、或者散落到改洗水中，更為嚴重的是有些工人直接把報廢的砂紙丟棄到回坯泥中，最終導(dǎo)致泥漿中碳化硅雜質(zhì)偏高，引發(fā)批量“毛孔”缺陷的發(fā)生。

這次“毛孔”缺陷給我們以警示，對于輔助材料的進料檢測不可輕視。除了測試使用性能，工藝安全性更應(yīng)該檢測。對于輔助材料必須評估，其一旦混入到泥漿中對產(chǎn)品質(zhì)量的影響。

3 預(yù)防碳化硅污染釉面的措施

鑒于碳化硅對衛(wèi)生陶瓷釉面質(zhì)量有重大影響，在日常工作中應(yīng)重點做好以下幾個方面工作：

1)對各工序所用砂紙進行工藝排查，有重大質(zhì)量隱患的砂紙停止使用；

2)成形工序禁止使用碳化硅材質(zhì)的砂紙，并加強日常檢查；

3)新進批次的輔助材料，在大生產(chǎn)使用前應(yīng)進行工藝性能檢測，確保對產(chǎn)品無影響；

4)加強回坯泥管理，嚴禁混入砂紙雜質(zhì)；化漿工應(yīng)及時揀選出泥漿中混入的砂紙；

5)碳化硅窯板應(yīng)每日進行清理，發(fā)現(xiàn)破損及時更換；

6)使用碳化硅窯板的窯車，要加強檢查及窯車吹塵，及時補刷氧化鋁；

7)對于氮化硅窯板也要重點關(guān)注，該窯板一旦破損，也會產(chǎn)生嚴重的“毛孔”缺陷；

8)碳化硅窯板之間盡量留有空隙，減少摩擦，以防脫落的碳化硅顆粒污染釉面；

9)碳化硅橫梁出現(xiàn)結(jié)渣后，應(yīng)及時清理，否則該落渣也會產(chǎn)生“毛孔”缺陷。

4 結(jié)語

砂紙是衛(wèi)生陶瓷企業(yè)常用的輔助材料，在成形的修坯、改坯工序中經(jīng)常會用到。此次質(zhì)量事故告訴我們，任何一個小的疏忽都可能造成較大的經(jīng)濟損失。碳化硅材質(zhì)的砂紙在生產(chǎn)過程應(yīng)禁止使用，碳化硅窯板應(yīng)加強檢查和清掃，有破損要及時更換，只要做好檢查預(yù)防工作，就可以減少甚至杜絕碳化硅導(dǎo)致的“毛孔”缺陷。