. Interkerám 20 éve a szilikátipar szolgálatában.......... Mázhibák a kályhacsempéken Hibák és megoldások
Mázhibák a kályhacsempéken A máz hibájával az égetés után a végterméken szembesülünk először, és állapítjuk meg csalódottan, hogy "rossz a máz". A "rossz máz" eredete azonban legtöbbször a megelőző gyártásfolyamatban van. A hiba előállhat nyersanyagminőség miatt, az összetétel hibás bemérése miatt, vagy a mázazási és égetési folyamat alatt elkövetett hibák miatt. Ugyancsak előfordul, hogy a máz meglevő "gyenge pontja" hosszú időn keresztül nem okoz problémát, majd több különböző paraméter összeadódása miatt hirtelen tömeges selejteződést okoz. A máz hiba meghatározása és kiküszöbölése a technológiai sorhoz rendelt hibaanalízissel történhet. 1. Hiba: a feldolgozott nyersanyag Az ásványi eredetű anyagok összetétele - plasztikus és öntőmassza - mindig ingadozik kisebb-nagyobb mértékben. A kályhacsempe agyagásványainak vas, titán, és kalcium tartalma ingadozhat, és ez befolyásolhatja a máz színét, különösen az átlátszó mázakét. Az agyag ásványtani összetételének (pl. kvarc tartalmának) változása a hőtágulásra és a máz kötődésére hat ki. Annak megítélésére, hogy az ingadozás jelent-e hibát a termelésben, mindig el kell végezni a bejövő anyag ellenőrzését. A nyersanyag összetételének teljes körű fizikai, kémiai és technológiai vizsgálatát csak jól felszerelt üzemek tudják elvégezni, de erre nincs feltétlenül szükség. A bejövő anyag összehasonlítása egy korábban elfogadott standarddalpl. próbaégetés útján - minden műhelyben elvégezhető és indokolt. 2
2. Hiba: a máziszap őrlési finomsága Minden máznak van egy optimális őrlési finomsága, amelyet szigorúan be kell tartani. Ha az indokoltnál tovább van őrölve a máz, akkor túlőrlésről beszélünk. A túlőrölt máz száradási zsugorodása nagy, ezért száradáskor megrepedezik és leválik a cserépről. Égetéskor a túlőrölt máz "összeugrik" - cseppek formájában összehúzódik az olvadék. Durva szemcsés máznál fenn áll a veszély, hogy a nagyobb szemcsék leülepednek, ezért megváltozik az iszap összetétele. Az iszap nehezen kezelhető, a mázazott felület egyenetlen lesz. A kereskedelmi forgalomban kapható kész mázak nem igényelnek hosszabb őrlést, 30 perc őrlés vagy egy keverővel történő intenzív keverés általában elegendő. Bizonyos effekt képző adalékokat - pl. színes granulátumok, granulált színtestek - csak rövid ideig szabad bekeverni a máziszapba. A kész máziszapot mindig át kell szűrni 0,1-0,2 mm-es lyukbőségű 3. Hiba: a máziszap viszkozitása alacsony A máziszap viszkozitása alacsony, túl könnyen folyik: az iszap túl sok vizet tartalmaz, vagy alkáli ionok oldódtak ki a mázból, és kedvezőtlen mértékben lecsökkentették a viszkozitást. A híg iszappal mázazott tárgyon a mázréteg vékony lesz, kiégetés után nem takar, a felület fénye eltér a várttól A mázat hagyni kell leülepedni, és a felesleges vizet le kell önteni róla. Jobb megoldás, ha száraz mázat keverünk az iszaphoz. A máz litersúlya ólommentes mázaknál 1620-1700 gr/ liter, ólmos mázaknál 1700-1750 gr/liter legyen, figyelembe véve a felhordás módját is. Állító adalékok pl. Stellmittel ZS, vagy duzzadó anyagok hozzáadása növeli a viszkozitást 4. Hiba: a máziszap erős tixotrópiája Előfordul, hogy az iszap állás közben besűrűsödik, de megkeverve ismét folyékony lesz, ez a tixotrópia. Oka: túl sok duzzadó képes anyag, pl. kaolin van a mázban. Tixotróp mázzal nem lehet egyenletes mázréteget felvinni, a máz "hurkás" lesz. Mázülepedés: több oka lehet. A mázkomponensek különböző fajsúlyúak, a nehezebbek gyorsabban leülepednek, különösen, ha nincs elegendő plasztikus komponens az 3
összetételben. Könnyen ülepedő iszappal szinte lehetetlen egyenletes vastagságú és minőségű mázréteget produkálni A hiba kiküszöbölésének legegyszerűbb módja az állandó mázkeverés, valamint lebegtető adalékok hozzáadása. Ügyelni kell azonban arra, hogy nagyobb mennyiségű kaolin vagy agyag hozzáadása növeli a máz olvadási hőfokát, viszkozitását, felületi feszültségét 5. Hiba: a máz felhordása és szárítása Nem köt a máz megfelelően a cserépre, több helyen foltok jelennek meg a máz alatti felületen, vagy levegő zárványok, hólyag jelennek meg a kiégetett felületen. Az is előfordulhat, hogy a felületen eltérő vastagságban jelenik meg a máz, ebből adódóan színeltérések lesznek a cserépen Mázazás előtt feltétlenül ügyelni kell arra, hogy a cserép felülete szennyezéstől mentes legyen. Mázazáskor a cserép és az iszap hőmérséklete lehetőleg azonos legyen, különben levegő zárványok lesznek a mázrétegben, és égetéskor hólyagok képződnek Hiba lehet ha a massza inhomogenitása, a nem megfelelő zsengélés, vagy a cserép nagy porozitása Javítani lehet a mázazás egyenletességén, ha a cserepet mázazás előtt megnedvesítjük, hígítjuk a máziszapot, vagy növeljük az agyagásványok mennyiségét az iszapban. Nyers kályhacsempék nem szívják be a mázat, ezért ragasztó adalékot kell adni a mázhoz 0,2-0,3 százalékban. (Pl. Optapix, Peptapon) Ezek az adalékok javítják a máz kötődését, egyenletesebb terülését a felületen, és a mázazott csempe megfoghatóságát. 6. Hiba: a mázréteg megrepedezik, leválik Ennek oka lehet a már említett túlőrlésen kívül a máz túl nagy száradási zsugorodása, amit a máz plasztikus komponensei okoznak. A száradáskor megrepedezett mázréteg égetéskor már nem olvad össze újra maradéktalanul Csak rövid ideig szabad őrölni a mázat, szerves ragasztóanyagok hozzáadásával, esetleg a mázban levő kaolin lecserélésével - kevésbé plasztikus vagy égetett kaolinra- beállítható a kívánt zsugorodás.. A túl vastagon felvitt mázréteg szintén megrepedezik. Általában a kályhás mázakból 12-15 gramm szükséges 1 dm 2 csempefelületre. 4
7. Hiba: A felület nyugtalan és tompa Az égetési hőfok túl alacsony volt. A máz megválasztásánál tekintettel kell lennünk arra, hogy a mázat alkotó anyagok hogyan befolyásolják az égetési hőfokot. Ha az összetételben túl sok a SiO 2, Al 2 O 3, akkor a felület nyugtalan és tompa lesz a máz nem olvad ki megfelelően. A tárgyat magasabb hőfokon újra égetjük, vagy más összetételű mázat kell használni. A máz őrlési finomsága is befolyásolja a kiolvadást. Minél finomabb szemcsés az anyag, annál hamarabb olvad.. 8. Hiba: A függőleges felületen megfolyik a máz Oka az, hogy a mázolvadék viszkozitása égetéskor a szükségesnél alacsonyabbra csökkent, ami részben a máz összetételére, részben az égetésre vezethető vissza. A magas véghőmérséklet, a hosszú égetési ciklus, a hosszú hőntartás a csúcshőmérsékleten egyaránt csökkenti az olvadék viszkozitását, ezért a felülten megfolyik a máz Az égetési görbének fenti paramétereit egymással összhangba kell hozni. A máz összetétele mellet felvitt réteg vastagsága is befolyásolja a lefolyást. 9. Hiba: A máz visszahúzódik a peremekről Ez esetben többnyire a mázolvadék túl magas felületi feszültsége, vagy a máz rossz kötődése a cserépre felhordáskor. A máz "megugrását" okozhatja a máz és a cserép eltérő száradási és égetési zsugorodása. Különösen a cirkon tartalmú fényes fehér mázak hajlamosak a megugrásra. Ezeket a mázakat zsengélt cserépre ajánlott felvinni 5
A felületi feszültséget csökkentő adalékokkal pl. kevés ólmos máz hozzáadásával javítani lehet a mázolvadék elterülését a cserépen. Lassabb felfűtéssel ugyancsak csökkenteni lehet a megugrás veszélyét, mert a zsugorodás lassabban történik. Hasznos ilyen esetekben valamilyen ragasztó adagolása a mázhoz 10. Hiba: Hólyagok képződése Az ok valamilyen gáz képződése, pl. CO 2 gáz keletkezik a nyersanyagok bomlásakor. Ha a máz nehezen folyós állapotban van a gázok képződésekor, akkor azok buborékok, hólyagok formájában bezáródnak a mázrétegbe. A mázban is keletkeznek gázok a színező fém-oxidok átalakulásakor vagy reduktív kemenceatmoszférában. Túl magas csúcshőmérséklet szintén gázképződéshez vezet, a máz "felforr". Ez jellemző hiba magas ólom tartalmú mázak túlégetésekor. A túl gyors lehűtés ugyancsak azt eredményezheti, hogy a képződött gázok nem tudnak eltávozni a mázolvadékon keresztül.. Az égetési görbének fenti paramétereit egymással összhangba kell hozni.. Ügyeljünk az égetési görbe beállítására, esetleg kemence hőmérsékletének újrakalibrálásával kizárható seger gúla vagy PCTR gyűrű segítségével - a hiba 11. Hiba: A máz felülete repedezett Ha a kiégetett máz nem illeszkedik megfelelően a hordozó anyagra, akkor vagy leválik vagy megrepedezik, hajszálas lesz. Az ok a már említett szennyezett felületen és őrlési problémán túl a máz és a cserép különböző hőtágulásában keresendő. Mint a legtöbb anyag, a kerámia massza és a máz is kitágul hő hatására, lehűléskor pedig összehúzódik, erősen eltérő összetételük miatt eltérő mértékben. Ráadásul a tágulás illetve összehúzódás mértéke a hőfoktól függően is eltérő módon változik. Ha a máz jobban összehúzódik, mint a vele szilárdan összekötött massza, akkor a mázon belül húzófeszültségek ébrednek, aminek eredményeként a folytonos mázréteg megszakadozik, elreped... 6
Alacsonyabb hőtágulású mázat használjunk, vagy ha tudjuk csökkentsük a meglévő hőtágulását. A kályhacsempékre jellemző lineáris hőtágulási együttható 60*10-7 /K körüli érték nem túl magas, ennél alacsonyabb tágulási együtthatójú mázat kell használnunk. A meglevő máz hőtágulását csökkenthetjük nyers vagy égetett kaolin, kvarcliszt, vagy alacsony hőtágulású frittek néhány százaléknyi hozzáadásával is. Ezek az adalékok azonban a szükséges égetési hőfokot is növelik. A magasabb égetés hatására a máz és a cserép közötti kötődés és a csempe mechanikai szilárdsága javul Ezek kihagyása viszont növeli a máz olvadási hőmérsékletét, amiből az következik, hogy növelni kell az égetés hőmérsékletét 1040-1050 C-ra. 12. Hiba: A máz lepattogzik a cserépről Ha a massza húzódik jobban össze, mint a máz, akkor az összehúzódó massza összenyomja a mázat. Az összenyomás hatására keletkező nyomófeszültséget a máz egy határ után nem tudja elviselni, és foltokban lepattog a cserépről, jellemzően a csempék éleiről. A hiba megjelenése esetén hőtágulást növelő adalékot kell adnunk a mázhoz valamilyen magasabb alkáli tartalmú fritt formájában. Az égetési hőfok növelésével erősebb lesz a csempe és a máz között kialakuló átmeneti réteg, ami ugyancsak a lepattogzás ellen hat. 13. Hiba: A máz tűszúrásos vagy narancshéjas Az egyik leggyakoribb hiba, főleg fényes fedő mázaknál jelentkezik. A hiba okának megtalálása nem egyszerű, egy szakirodalom 28 különböző lehetséges okot sorolt fel. Kályhacsempék esetén legtöbbször égetési probléma okozza. Túl alacsony égetés esetén a máz nehezen folyós állapotban van a csúcshőmérsékleten, és így nem tudnak eltávozni a vastag csempéből még felszabaduló gázok. A túl magas égetési hőfok ugyancsak oka lehet, mert a máz gázképződést kiváltó reakcióba kezd a cseréppel. Az égetési görbét és a csúcshőmérsékletet tehát gondosan az adott mázhoz kell hangolni. Különösen igaz ez a magas felületi feszültségű, nehezen elsimuló cirkon fehérítésű mázakra. 7
A hiba esetén tisztázzuk a máz égetési hőmérsékletét és vizsgáljuk meg, hogy megfelelő hőmérsékletre állítottuk e be az égetést, illetve nem történt e hiba kemence beállításánál működésénél. A cserépben vagy a mázban levő szennyezések vagy poros felület ugyancsak okai lehetnek a tűszúrásoknak, ezért nézzük át a mázfelhordás körülményeit és 14. Hiba: A fényes máz elmattul Általában a máz alulégetése a legfőbb oka.. De közrejátszhat a máz összetétele is. Vannak olyan komponensei a máznak (pl. ólom vagy bór), amelyek párolognak a mázból az égetés során. Egy gyenge teljesítményű, vagy túlzottan megrakott kemencében az égetési ciklus hosszúra nyúlhat, ez alatt több anyag párolog el, az eredmény pedig enyhén matt vagy irizáló felület. A túlzott kemencerakat lassabb lehűléssel is jár, ami a kristályosodási folyamatoknak - ezzel pedig az elmattulásnak - kedvez bizonyos összetételű mázak esetén. Bizonyos mázak, mint pl. a kobalt tartalmú kék vagy fekete mázak nagyon érzékenyek a vízgőzre, ezért ilyen mázakat csak zsengélt csempére ajánlott felhordani és nem lehet nyers csempékkel együtt égetni. Vizsgáljuk meg, hogy megfelelő hőmérsékletre állítottuk e be az égetést, illetve nem történt e hiba kemence beállításánál működésénél. Alaposan szárítsuk ki e tárgyakat az égetés előtt és ügyeljünk a kisebb kemencerakatra illetve a szellősebb berakásra, hogy a kemence atmoszféra ne legyen redukáló. 15. Hiba: A matt máz kifényesedik Legtöbbször égetési hiba okozza ezt a jelenséget.. Ha a csúcshőmérséklet túl magas, vagy túl hosszú a hőntartás, akkor a máz olyan anyagokat oldhat ki a cserépből, ami akadályozza a kristályosodást, azaz a mattulást és így részben vagy egészben kifényesedhet a cserép felülete. 8
Vizsgáljuk meg, hogy megfelelő hőmérsékletre állítottuk e be az égetést, illetve nem történt e hiba kemence beállításánál működésénél. Ügyeljünk arra, hogy ne legyen túl nagy a hőntartás. 16. Hiba: Színeltérések és elszíneződések Kis mennyiségben a mázba kerülő fémoxidok jelentős színeltérést okozhatnak. Bekerülhetnek véletlen szennyezésként, vagy a kemence faláról, az égetési segédeszközökről elpárologva. A gondatlanul, nem kellően felkevert vagy homogenizált máz ugyancsak gyakori hibaforrás. A mázak színezésére használt színtesteknek illeszkedniük kell az alapmázhoz, különben a színstabilitásuk nem lesz megfelelő, a kemencében előforduló hőfok különbségek jelentős színeltérést okoznak.. A színeltérések leggyakoribb oka azonban az égetés. A kemencén belüli hőfok különbségek, a felfűtési és lehűtési idő, a csúcshőfok és a hőntartási idő mind befolyásoló tényezők. Különösen az érzékenyebb sárga és vörös árnyalatoknál kell pontosan a mázhoz illeszteni és betartani az égetési görbét.. Mivel a kerámia alapanyagok - főként a mázak és színezékek - tartalmazhatnak környezetünkre veszélyes, saját és munkatársaink egészségére pedig káros anyagokat, kérjük munkája során tartsa be a szükséges és előírt tárolási valamint munkavédelmi szabályokat. 9