陶瓷薄板：工艺技术从零到有 从有到优

为此“薄板专场”，将从陶瓷薄板的生产工艺、技术难点、装备配套、技术参数等方面来阐述陶瓷薄板的生产过程，以期让更多行业人士对陶瓷薄板的生产工艺技术有更为深入的了解与认识。
技术难点多，原料配方尤为关键

　　影响陶瓷薄板性能的因素繁多，包括材料本身、坯体强度、烧成工艺、冷加工等方方面面，而原料选择和配方设计是**为关键的因素。不过，高一点陶瓷薄板研发部门对这些问题都一一得到了解决。

　　五因素制约产品性能

　　陶瓷薄板要做大做薄，主要有五个方面的影响因素：

　　**是陶瓷材料本身的影响，如单纯将坯体规格变大,坯体厚度减小，将造成产品强度不够，砖坯破损比例高，甚至成品强度达不到国家标准。因此，需要从机理上改善陶瓷材料的性能，提高陶瓷砖产品使用的抗冲击性能及破坏强度。

　　其次为烧成工艺的影响，要研究与陶瓷材料配方相匹配的烧成工艺技术，特别是当陶瓷制品薄型化后，传热传质速度加快，如采用与未减薄前同样的烧成温度，将导致材料在高温下发生蠕变软化等问题，因此宜采用低温快速烧成。

　　然后要将产品规格变大，坯体厚度减小的同时，要保证陶瓷薄板有足够的干坯强度和成品强度。工艺过程研究是重点，其中包括粉料匹配的影响、成形过程的影响、干燥的配套工艺技术等。如是生产釉面制品，还应充分考虑在压制成形后的施釉、印花等工序，除了要调整成形压力和配方体系外, 还应考虑如何通过改变施釉、印花等方式，减少釉线上砖坯的破损。

 

**后产品冷加工过程也是优等率保障的重要方面，特别是对抛光类的陶瓷薄板进行刮平。抛光等后期冷加工时，更要研究导致产品破损的因素。

　　多途径改善原料配方

　　值得注意的是，由于陶瓷薄板规格大、厚度薄，在生产过程中易出现生坯和成品强度低、韧性差等问题。因此，陶瓷薄板的生产**必须在原料选择和配方设计时考虑陶瓷砖增强、增韧技术。

　　对于生坯强度的提高，主要采用以下几种措施：**，选用可塑性好，干燥强度高，品质稳定的粘土;第二，利用非全瘠性原料(如瓷石)代替瘠性长石原料，增加坯料的可塑性，提高生坯强度;第三，高性能坯体增强剂的应用。

　　现有的陶瓷薄板组成与普通陶瓷砖有较大差异。对于相同SiO2-Al2O3-Na2O/K2O 体系的普通陶瓷砖和陶瓷薄板，陶瓷薄板组成中Al2O3含量相对较高。主要是在配料时，选择了一些高铝类粘土或者直接添加工业氧化铝，从而增加制品中莫来石的含量，以达到提高产品的弹性和断裂模数的目的。但是坯体中Al2O3含量的增加，不但提高了烧成温度，而且也提高了瓷坯的热膨胀系数，因此，通常采用热膨胀系数很低的含Li2O类原料代替部分含K2O和Na2O的长石类原料。

　　同时，为了拓宽陶瓷薄板的应用范围，建筑陶瓷行业将日用瓷中的镁质瓷、高石英质瓷、骨质瓷等配方进行优化，使其适应于建筑陶瓷薄板生产工艺，制备出一系列兼具其他功能的高性能陶瓷薄板。

 

国内生产，干法工艺稳占主流

　　当前，干法工艺在我国陶瓷薄板的生产中已非常成熟。科达机电研发的具自主知识产权的大规格干法成形陶瓷薄板整线装备与技术，打破了国际上的垄断和封锁，推动了陶机行业的发展和进步，而该技术也成为国内陶瓷薄板生产的主流技术。由于干法工艺相比湿法工艺，产品的吸水率更低，科达机电从研发之初就选择了研发干法工艺。

　　全方位调整装备结构

　　陶瓷薄板的生产主要有干法和湿法两种工艺，主要的差异体现在陶瓷薄板的成形工艺。当前干法工艺在国内陶瓷薄板的生产中已非常成熟。

　　对于干法工艺，现有皮带干压成形和模具干压成形两种，其基本流程相似，即传统的陶瓷生产方式。其优点是生产效率高，人工少、废品率低，生产周期短，生产的产品密度大、强度高，适合大批量工业化生产。但该法受压机吨位、模腔和压制工作台尺寸等限制，且压制过程粉尘较大。

　　采用干压法压制成形时，对成形、装饰机械、坯体输送装置、窑炉的设计制造提出了更高的要求。如压制成形用的大吨位全自动液压压砖机，在成形压力、工作台面的尺寸和布置、布料装置的结构、模具的形成和结构、大规模超薄砖的装饰、坯体的输送、窑炉内温度的分布、窑炉气氛的控制等方面都需要重新进行研究和设计。

 

配套设备成熟先进

　　陶瓷薄板的研究开发，从某种程度上，也促进了国内陶瓷机械成形设备的制造和提升，从而完全打破了国际上对于陶瓷薄板生产的垄断和封锁。

　　配套装备的成熟是陶瓷薄板大规模生产的前提。其中广东科达机电股份有限公司能提供具有自主知识产权的大规格干法成形陶瓷薄板整线装备与技术———双活塞大吨位压砖机和“魔术师”布料系统，打破了国际上少数国家的垄断和封锁，现已应用于生产线并生产出了合格的产品。其生产线日产量分别为3000m2和6000m2，产品规格为900×1800(mm)和600*1200（mm)，厚度为3.5-5.5mm，成品率可达95%。

 

　　欧洲企业，湿法工艺为主

　　实际上，中国陶瓷薄板企业的产能已经超过了意大利和西班牙等国家。而我国研制的挤出法一次烧大规格陶瓷薄板的全套工艺和成套装备，也让湿法工艺在国内得到解决。

　　实际产能低于中国企业

　　上世纪80年代初，日本**早提出了陶瓷薄板的概念。2000年，意大利的西斯特姆(System)开启陶瓷薄板的内部研发项目，并于2002年**LAMINA(薄板)技术，开始实现陶瓷薄板的工业化生产。2006年，西班牙成功开发陶瓷薄板相关技术。随后，欧美其他国家如墨西哥等地区相继推出陶瓷薄板。截至2007年，欧洲70%以上的陶瓷品牌都有陶瓷薄板产品问世。目前陶瓷薄板在欧洲占据了重要的市场份额，可以看到，陶瓷薄板与喷墨技术共同成为国际陶瓷展上的两大热点。

　　作为**个发明陶瓷薄板的国家，意大利在原材料处理、成形技术等方面更加成熟。**初，西斯特姆建立了一个内部实验工厂，配备了1.5万吨的压机和可生产1000×3000×3(mm)陶瓷薄板的电窑。自2012年起，西斯特姆正式推出薄板生产技术，可将面积达1.6×5(m)的薄板厚度控制在3-20mm。在2012年的意大利里米尼陶瓷技术展上，西斯特姆推出了尺寸为1×3(m)，厚度为3mm的陶瓷薄板。

　　据悉，目前意大利至少有4个集团公司拥有10条陶瓷薄板生产线并推出了相应的产品，其次是西班牙和土耳其等国家。西斯特姆预测，截至2014年年底，全球将会新成立5家陶瓷薄板生产商(意大利、俄罗斯、土耳其、印度尼西亚、泰国)。不过，国内陶瓷薄板企业的实际产能已经超过了意大利和西班牙等国家，仅新中源集团旗下高一点陶瓷薄板一家企业的年产量就达到200万平方米。。

　　 

 

　　湿法工艺在国内得到解决

　　与我国陶瓷薄板所采用的生产工艺不同，大部分欧洲陶瓷薄板采用的是湿法工艺，即挤压(滚压)成形技术。

　　湿法生产陶瓷薄板的制造工艺一般分泥料制备、成形、干燥素烧、半成品加工、装饰釉烧、包装入库6个工序。具体流程为：配料-干混-练泥-陈腐-挤出成形-干燥-半成品加工-装饰-釉烧-分级包装入库。其主要设备为真空挤泥机、双辊挤压机和输送机。

　　值得注意的是，广东摩德娜科技股份有限公司已成功研制出挤出法一次烧大规格陶瓷薄板的全套工艺技术和成套装备，填补了国内湿法制备大规格陶瓷薄板的空缺。该套设备所制备的陶瓷薄板厚度仅3-5mm，规格尺寸可达到1.2×1.8(m)，生产过程粉尘少，且比同样厚度的干压陶瓷板密度高。

　　在陶瓷薄板的生产工艺中，流延法(又称带式浇注法或刮刀法)是被看好的革新技术。其成形工艺包括浆料制备、成形、干燥、剥离基带等过程，由于一般用于制造超薄型陶瓷制品，因此坯料的细度、粒形要求比较高，粒度越细，粒形越圆滑，流动性越好，薄坯的质量越高。根据流延法的工艺特点，可做小于1mm厚度的陶瓷薄板，像墙纸一样，可作室内装修，即“陶瓷墙纸”。