1.具有能滿足各種共識條件的搪玻璃瓷釉配方體系
搪玻璃釉,廣義上是指可用于金屬材料表面保護(hù)的、通過特殊工藝使兩者形成牢固結(jié)合并起到一定防腐作用的特殊玻璃(或稱瓷釉)物質(zhì)。主要應(yīng)用于工業(yè)化工設(shè)備上。在相當(dāng)長的時間里,我國搪玻璃行業(yè)習(xí)慣地稱之謂耐酸釉(或耐酸粉);稱搪玻璃化工設(shè)備中的反應(yīng)容器為耐酸容器;稱搪玻璃管道、閥門為耐酸管道、耐酸閥門等。顯然,在理解上主要是側(cè)重于它們的耐酸性能。進(jìn)入九十年代,化工部頒發(fā)了ZBG04004--37及ZBG94007-89搪玻璃技術(shù)條件新標(biāo)準(zhǔn)及分等質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),其中對搪玻璃釉的理化性能提出了新的要求。從而促使我國搪玻璃行業(yè)在產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)水平上跨上新的臺階,它不僅保留了傳統(tǒng)搪玻璃的耐酸性能特點且對其它性能也提出了新的質(zhì)量要求。爾后,化工部委托中國化工裝備總公司組織“全國搪玻璃設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會和搪玻璃行業(yè)有關(guān)企業(yè)特別修訂了ZBG94004-87《搪玻璃設(shè)備技術(shù)條件》以強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)HG2432-93發(fā)布,從整體上靠近或達(dá)到國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)水平,瞄準(zhǔn)了我國搪玻璃產(chǎn)品質(zhì)量、品種、技術(shù)、生產(chǎn)管理綜合水平跨臺階、上等級,加快行業(yè)迅速發(fā)展的新目標(biāo),為促進(jìn)搪玻璃行業(yè)技術(shù)進(jìn)步,發(fā)展新品種生產(chǎn)起到了指導(dǎo)作用。
從上述情況已不難看出,我國搪玻璃技術(shù)的發(fā)展是十分迅速的,搪玻璃釉的質(zhì)量也必將隨著行業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量水平的提高逐步實現(xiàn)一個次、高起點,較大程度地滿足市場的需求和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。也只有這樣,才能實現(xiàn)我國搪玻璃行業(yè)的高效益,較終促使我國搪玻璃行業(yè)盡早與國際市場接軌。這是我國搪玻璃行業(yè)有識之士通過全面分析、研究、調(diào)查國內(nèi)外市場形勢后所形成的共識。
因此,做為行業(yè)里具體的科研生產(chǎn)任務(wù)是盡快研制生產(chǎn)出具有能滿足各種共識條件的搪玻璃瓷釉,來滿足不同場合的需要。
比照較新頒布的HG2432-93搪玻璃行業(yè)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn),我廠研制的GM886-3#、GM886系列搪玻璃面釉配方,在生產(chǎn)工藝性穩(wěn)定的前提下各項理化性能均很過原ZBG94007—89質(zhì)量分等標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)的優(yōu)等品水平,連續(xù)使用規(guī)模生產(chǎn)至今已6年,證明了該配方系列的質(zhì)量穩(wěn)定可靠性和組成的合理性。較新檢測結(jié)果如下(均按新標(biāo)準(zhǔn)制做試板,執(zhí)行新標(biāo)準(zhǔn)檢測方法)。
GM886-3#搪玻璃面釉95抽測:
耐溫差急變性:277℃;耐氫氧化鈉性:4.40g/m2.d;
耐沸騰鹽酸性:0.21g/m2.d;耐機(jī)械沖擊性:690×10-3J。
2.正確選擇原材料
從一般意義上說,當(dāng)搪玻璃釉化學(xué)組成配方確定之后,按照這_組成在相同工藝條件下采用不同原材料所生產(chǎn)的搪玻璃釉質(zhì)量應(yīng)該是基本一樣的。事實上不然。并且有時差距還很大,這是為什么呢?我認(rèn)為:根本原因是由于它們在反應(yīng)過程中的差異所產(chǎn)生的。
當(dāng)化學(xué)組成配方確定之后,對于其中的氧化物,單質(zhì)或化合物,在用礦物原料或化工原料來滿足搪玻璃釉化學(xué)組成時,采用哪種形式可有多種選擇。例如Si02,可用石英砂、硅氟化鈉、長石或其它形式引入;Na202可用純堿、硝酸鈉、硫酸鈉或硅氟化鈉等形式引入;B203可用硼砂、硼酸、而硼砂還分為無水硼砂、五水硼砂及十水硼砂等多種形式;Al203可用長石、粘土、鋁氟酸鈉、鋁氟酸鉀,還有氧化鋁粉及氫氧化鋁等形式,如此等等。設(shè)想在這種情況下,不同的形式引入搪玻璃釉化學(xué)組成配方中,都同樣能滿足要求,再用同樣的生產(chǎn)工藝和技術(shù)條件來生產(chǎn),在使用上,它們的質(zhì)量會一樣嗎?性質(zhì)會相同嗎?顯然不會一樣。
我這樣來理解,單從硅酸鹽物質(zhì)化學(xué)角度來說,首先是它們在高溫狀態(tài)下,反應(yīng)機(jī)理有差別,即反應(yīng)的先后順序不一樣,也就是說,在熔制過程中所形成的各種低共熔體、簡單復(fù)合物和復(fù)雜共聚物在種類、數(shù)量及先后秩序上各自不同。更為關(guān)鍵的是,作為搪玻璃釉的熔制時問并不需太長,要在短時間內(nèi)完成全部反應(yīng)過程,差距之大是可想而知的。同時,不可忽視的因素還有物料的粗細(xì)度差別,混料的均勻程度,某些物料在熔制過程中的復(fù)雜反應(yīng)(如分解、化合、揮發(fā)等)、熔制氣氛、配合料的含水率以及熔融制度的影響,這些獅將不同程度地影響搪玻璃釉的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和它的性能。
因此,了解其反應(yīng)機(jī)理,正確地選擇原材料,對于控制和保證搪玻璃釉的質(zhì)量是至關(guān)重要的,不可輕視。
在科研和生產(chǎn)中要尋找出較佳的原料配置和工藝技術(shù)條件,是一頊復(fù)雜而艱苦的工作。一旦獲得了滿意的效果,較好不要輕易的更改和變動,以保證其均衡穩(wěn)定性。這其中還包括這些原料的品味和產(chǎn)量。3.明確基本工藝及技術(shù)參數(shù)搪玻璃釉的生產(chǎn)過程工藝技術(shù)參數(shù)是通過理論計算和反復(fù)的試驗、觀察、分析、測試獲得的,并沒有固定的模式可循。辟如傳統(tǒng)的搪玻璃釉,熔制溫度l300℃左右即可,而目前的搪玻璃釉,熔制溫度則必須再提高20-60℃,不然,理化性、工藝性就難以達(dá)到設(shè)計要求。低溫長燒(熔)、高溫怏燒(熔)同樣會破壞搪玻璃釉的理化性和工藝性。因此在生產(chǎn)中明確并嚴(yán)格執(zhí)行基本工藝及技術(shù)參數(shù)就顯得十分的重要。隨意的自由化生產(chǎn)是盲目的生產(chǎn)方法,這樣方法是如何也生產(chǎn)不出高質(zhì)量的產(chǎn)品來的。4.生產(chǎn)設(shè)備的選擇及優(yōu)化熔制瓷釉可選用的生產(chǎn)設(shè)備(熔爐)很多,如坩堝爐、迥轉(zhuǎn)爐、池爐、電熔爐等等。生產(chǎn)方式各具特色。哪一種爐型更適宜于搪玻璃釉的生產(chǎn)?我認(rèn)為,不管采用哪一種爐型,都有可能生產(chǎn)出滿意的搪玻璃釉來,但必須具備的條件有四項:(1)爐溫能滿足工藝技術(shù)條件的規(guī)定,(2)熔制氣氛應(yīng)能保證氧化氣氛;(3)對熔制的釉料不產(chǎn)生污染;(4)易于監(jiān)測控制;(5)綜合成本低,勞動強(qiáng)度小。目前條件下能全部達(dá)到上述要求的爐型或技術(shù)水平能力的廠家并不多。原因是:燃煤式坩堝爐,爐溫不易保證且波動較大,使用壽命短;迪轉(zhuǎn)爐,爐溫也難達(dá)到工藝要求,不潔燃料會對釉料造成污染,控制不當(dāng)還會造成部分原料的逸散;池爐,直燃方式同樣會造成有害雜質(zhì)的污染,料性也不易均勻;電熔爐,也會給用電緊張地區(qū)帶來不便,熔制過程中釉料供氧問題也值得考慮。以上所述,有些方面已經(jīng)提出了改進(jìn)方案并給予實踐改善,還有一些也在積很策劃中。列舉如下:(1)配方中增加供氧原料,彌補(bǔ)熔制過程中供氧不足。這是通用方法,尤其是坩堝爐,隔焰池爐和電熔爐等;(2)采用氣體或液體燃料,熱值高,爐溫易于控制;(3)采用增氧助燃助熔技術(shù)。這更適用于直焰熔釉的各種爐型。這種方法,國外資料已有報道,生產(chǎn)的熔塊,不但質(zhì)量好且產(chǎn)量也高,值得研究。5.控制生產(chǎn)過程的重點工序生產(chǎn)搪玻璃釉的工序并不復(fù)雜,但還是存在一個霓點工序問題。,混料工序。這一過程往往易被輕視。不是將各種原料放在一起隨便攪拌幾下就可以的。當(dāng)各種原料混合不充分時,轉(zhuǎn)入熔制過程是如何也生產(chǎn)不出高質(zhì)量的釉料來的。充分的攪拌是熔制高質(zhì)量搪玻璃釉的基礎(chǔ),是成功的一半。在原料的使用選擇上,含有較多水份的配合料不易混勻,有結(jié)塊的原料更是如此。這些都應(yīng)注意避免。辟如在掂玻璃釉中使用較多的Si02-石英原料,當(dāng)其含水率達(dá)到l0%以土?xí)r較好不要直接使用。我們的選擇一般是干石英。第二,熔制工序。僅僅靠熔塊光澤或顏色判別熔制質(zhì)量的優(yōu)劣我認(rèn)為是不完全科學(xué)的,同樣,僅靠拉絲或拉片槍測熔制程度及質(zhì)量高低也是不完全科學(xué)的。在搪玻璃釉生產(chǎn)使用過程中發(fā)現(xiàn)的搪瓷釉料耐火程度差異,韌脆性問題以及常說的爆瓷問題等等,是否與這些簡單的檢測方法和誤判有關(guān)呢?值得思考。考慮這個因素同時也考慮配方,工藝及產(chǎn)品造型、焊接、材料、環(huán)境、設(shè)備等等因素,才是真正科學(xué)的辦法。對這一點的認(rèn)識,也必須通過反復(fù)的試驗、對比、觀察,才能得出較后的結(jié)論。6.生產(chǎn)過程及應(yīng)用過程的質(zhì)量跟蹤盡管我們研制出了較為理想的搪玻璃瓷釉配方,盡管我們也制定了嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝,盡管我們做了大量的細(xì)致的工作,是否就能保證不再出現(xiàn)什么問題呢?不一定。這是因為影響搪玻璃釉質(zhì)量的因素是多方面,許多機(jī)理還不十分明白,認(rèn)識上還是很膚淺的,手段上與國外發(fā)達(dá)國家相比還是很落后的。因此,只有下功夫,充分地深入調(diào)查研究,不斷學(xué)習(xí)和總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn),掌握手資料,才有發(fā)言權(quán),對不同的問題作出科學(xué)止確的判斷。促使科研和生產(chǎn)的健康發(fā)展。也只有這樣,才能有能力生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效益的搪玻璃瓷釉和搪玻璃化工設(shè)備來。較終立于國際搪玻璃行業(yè)強(qiáng)手之林。