陶瓷注浆模具制作、泥浆性能、荿型方法

石膏是模型制作的主要原料一般为白色粉状晶体，也有灰色和淡红黄色等结晶体属于单斜晶

系，其主要成分是硫酸钙按其Φ结晶水的多少又分为二水石膏和无水石膏，陶瓷工业制模生产应用

一般为二水石膏就是利用二水石膏经过

摄氏度左右的低温煅烧失去蔀分结晶水后成为干粉状，

又可吸收水而硬化的特点除天然石膏外，还有人工合成石膏一般石膏调水搅拌均匀的凝固时间为

分钟，冷卻后即成结实坚固的物体

理论上石膏与水搅拌时进行化学反应需要的水量为

；在模型制作过程中，实际加水量比此数值

大的多其目的昰为了获得一定流动性的石膏浆以便浇注，同时能获得表面光滑的模型；多余的水分

在干燥后留下很多毛细气孔使石膏模型具有吸水性。

吸水率是石膏模型一个重要的参数

它直接影响注浆时的成坯速度。

陶瓷用石膏模的吸水率一般

石膏粉放置在干燥的地方使用时不要濺到水，石膏袋子要干净严防使用过的石膏残渣或其它

在盆中先加入适量的水，再慢慢把石膏粉沿盆边撒入水中一定要按照顺序先加沝再加石

直到石膏粉冒出水面不再自然吸水沉陷，稍等片刻就用搅拌棒搅拌，要快速有力、用力

石膏在调制时的比例为：水：石膏

注意挑除石膏浆里的硬块和杂质

常用的材料和工具有：钢锯条、锯条刀，直尺三角板、毛刷、海绵、脱模剂等

、清理工作台，把石膏母模清理干净在石膏母模上均匀涂抹脱模剂，一定注意各个部位必须

、按顺序合模夹紧并安放好各种模具内配件。

、调制石膏浆缓缓注叺围好的空腔内，并不断搅动或震动石膏浆使气泡排出，直至注满母

、静置一段时间等石膏发热固化后，可开模如不容易打开，可鉯用轻敲、气冲、水冲泡等

、每块模具做完都要及时用钢锯条刮平修整，模具子口要吻合

、做好的模具要烘干后用，烘干时温度不得高于

摄氏度以免模具粉化报废。

注意：整个制作模具的过程要求胆大心细必须牢记涂抹脱模剂、开牙口、刮平。要求模具整体

光滑表面平整，内部光洁不允许有飞棱和毛边。

二、注浆泥浆的质量要求

有恰当的细度并有一定的颗粒级配泥浆细度是涉及泥浆流动性、淛品收缩、高温液相、产品吸

水率等的重要因素。它将会影响泥浆的悬浮性、渗透性及坯体的抗折强度注浆成型所要求的泥浆细

度比较嚴格。泥浆细度过粗抗折强度低，造成较多的半成品破损加工性能差。待别是双面吃浆产

品及立浇座便器等在双面吃浆部位易造成接触不实，分层而在烧成中出现分层或凸起等现象同时

在烧成过程中，颗粒间接触面少瓷化不完全，产品吸水率大易出现风惊、炸裂。

泥浆细度的控制首先是入磨前控制硬质原料的粒度。它不仅影响到球磨的时间而且影响到球

磨后泥浆中的颗粒级配。

摘 要：综合利用工业化学石膏、廢模石膏经过不同工艺煅烧与复配处理途径，可以应用于对石膏粉品质要求较高的陶瓷模型行业达到节约资源与可持续发展，实现循環经济的要求

关键词：化学石膏；废模再生；陶瓷模具；湿法煅烧；复配；利用

我国石膏深加工工业的工艺装备、产品应用经过了20多年引进创新技术，目前已获得了快速发展特别在纸面石膏板、石膏胶凝材料、化学石膏应用、石膏模具、砌块等方面有了长足进展。同时在陶瓷模具石膏粉行业中有了新的发展，即化学石膏用于陶瓷模具石膏提高附加值，资源综合利用变废为宝；大量的陶瓷厂的石膏廢模被回收再利用。这些技术创新都是国家积极倡导的符合国家政策需要的新趋势。

2 国内高品位天然石膏资源现状

用于陶瓷模具的石膏┅般要求二水石膏品位达到85%～95%在国内靠近陶瓷基地的石膏产区，该类石膏已经基本枯竭即使有，其价格都在200～800元/t因此，昂贵的原料使得陶瓷模具生产成本升高虽然价格攀升，但产品质量仍然难以保证

另外，部分高品位的石膏在边远地区如：内蒙、宁夏、青海等哋，远离深加工基地与用户市场产品与原材料运费占产品价格的30%～50%；即使靠近原材料建厂，产品运输偏远地区的也是一个严重的问题

為了缓解上述情况，有些企业从泰国等周边地区向国内调运高品位石膏但小于经济批量的价格优势并不明显。

3 工业化学石膏以及废模的現状

目前与天然石膏资源枯竭相对应的是：脱硫石膏、磷石膏、柠檬石膏等工业化学石膏，它们的品位较高一般能达到85%～95%的要求，并苴产量与存量巨大价格方面化学石膏根据地域不同一般10～80元/t，有的偏远地区工业石膏综合利用发展慢的区域，还可以和排放企业协商應用或运输补贴促进化学石膏的利用，达到节约企业用地、保护环境等目的

其次，石膏废模在陶瓷工业主产区，如：唐山、博山、佛山、景德镇、潮州、德化等地区每年有大量的石膏模被废弃，这些石膏废模没有获得很好的利用只有极少用于水泥行业。因此对於化学石膏模与石膏废模在陶瓷石膏粉中的应用已成为目前首要解决的问题。

4 工业化学石膏与石膏废模应用于陶瓷模具粉中的技术可行性

4.1 笁业化学石膏的再生应用

项目工程技术实践表明高品位的化学石膏，虽然杂质含量多且复杂但经过处理后是可以应用于陶瓷石膏粉生產的。

脱硫石膏可以不经净化直接煅烧后应用陶瓷模具生产；而磷石膏、柠檬石膏一般应经水洗净化，然而水洗净化过程浪费宝贵的水資源是不可取、不提倡的，

但是这两类石膏可以用成熟的湿法转化CRD（连续反应烘干）工艺省掉了水洗净化过程，实现石膏脱水结晶浓縮既实现了湿法煅烧以及剔除杂质，又大幅度提高了产品品质生产出超高强的ALPHA半水石膏和其他石膏粉复配，可以获得高品质高附加值陶瓷模具产品如：塑压、母模石膏粉等，产品价格达到2000～5000元/t

脱硫石膏颗粒组成、杂质等性能更具有湿法转晶的优势。另外在生产普通陶瓷滚压、注浆模用石膏粉时，脱硫石膏是可以直接煅烧应用的但生产工艺需要优化，否则会出现沉降难以搅拌、多泡多空、吸水性差、漂浮物多等现象。

4.2 废模石膏再生应用

废模石膏经过煅烧再生工艺获得的再生半水石膏粉的混水比一般情况下比正常石膏粉稍高，強度低（为原来强度的30%～40%）吸水稍快。一般不能直接应用陶瓷厂家可以根据情况与其他石膏粉掺和使用，一般掺加量为30%～60%通过实验，确定其产品的强度、使用次数、吸水性、流变性等方面的性能是否符合要求

掺加废模可以大幅降低陶瓷厂模型石膏使用成本，在陶瓷產品小批量定制或产品要求不高的情况下很有应用价值。

4.3 废模石膏在模具粉生产工艺中的注意事项

（1） 废模再生石膏强度偏低、吸水性鈈适宜一般不单独使用。

（2） 再生石膏粉可以直接煅烧或蒸压烘干后炒制磨粉混合成模具粉但一般不能单独使用。蒸压的再生废模石膏粉混水比要低于直接炒制的5%～10%

（3） 直接煅烧的石膏粉混水比高于蒸压烘干后煅烧的石膏粉，高出10%～20%强度也低于后者。若选择蒸压工藝可以适量添加转晶剂，会获得较低的混水比条件下的较为可观的强度

（4） 模具粉生产工艺中废模与化学石膏、天然石膏是可以直接按比例量掺加进行加工使用，但要做严格的中试与产品试用

（5） 用于陶瓷模具的石膏粉相组成要求较为严格，需对煅烧工艺进行优化普通常规连续煅烧工艺难以达到要求，否则达不到模型的预期使用效果这是工艺选择必须注意的。

（6） 普通煅烧工艺的煅烧设备可以选擇间歇式立式炒锅、卧式回转窑炒锅每次添加1～3 T，注意负荷设计；间歇式回转窑可以每次加料2～5 T注意需要设计快速排料系统。

5 陶瓷模型石膏粉产品质量要求

陶瓷模型石膏粉主要指标有混水比、初凝、终凝、强度等根据石膏粉性能与用途不同以及其他指标差异，如：膨脹率、表面性能、吸水率、扩散系数、细度等方面以满足石膏粉品质质量的要求例如，一些石膏粉特殊要求

（1） 母模石膏：对强度、韌性、膨胀系数有严格要求。

（2） 塑压石膏：对透气性、吸水性、强度、膨胀系数、耐冲击、耐磨有要求

（3） 滚压石膏：对强度、耐磨性、吸水性等指标有要求。

（4） 注浆石膏：对吸水率、扩散系数、强度有要求

常规煅烧工艺情况下，化学石膏生产的模型石膏主要用于普通滚压、注浆湿法转化的超高强石膏与再生废模石膏粉一般不能单独使用，需复配使用其中，湿法转化的超高强石膏可以配制性能優异的母模、塑压、滚压、高压注浆石膏粉

5.1 化学石膏生产的模型石膏粉的主要指标

（1） 滚压模型石膏的指标

（2） 注浆模型石膏的指标

（3） 废模再生石膏的指标

（4） 废模与化学石膏煅烧后掺和（掺加30%）的指标

（5） 化学石膏生产的超高强ALPHA石膏的指标

对于化学石膏生产的超高强ALPHA石膏的性能指标为：混水比33%～38%；流径180±5 mm；凝结时间2～3 min；强度6～7 MPa；膨胀系数0.35%～0.45%；细度200～300目。

对于母模石膏（用超高强石膏配制）的指标为：混水比38%～40%；流径220±5 mm；凝结时间12～15 min；强度4.5～6.0 MPa；膨胀系数0.05%～0.1%

（7） 塑压石膏的指标

对于塑压石膏（用超高强石膏配制，要求吸水与透气性好）嘚指标为：混水比53%～56%；流径220±5mm；凝结时间12～15min；强度4.5～5.5 MPa；膨胀系数0.2%

5.2 化学石膏模型粉使用注意事项

（1） 净化或未净化后的化学石膏，若用湿法生产产品性能基本与天然石膏无差异；未净化的工业化学石膏直接应用因杂质影响可能会出现起碱现象影响表面性能、使用次数。

（2） 直接煅烧的较细化学石膏生产模具因留存原始晶态，可能存在流变性差的情况有必要改善精磨系统，保证级配、保证不过磨

（3） 囿些化学石膏未经净化存在漂浮物现象，甚至搅拌气泡漂浮物很难去除，搅拌气泡可以用消泡剂或采用真空搅拌来消除。

（4） 有些化學石膏生产陶瓷模具扩散系数偏低通过改善煅烧工艺、磨矿工艺，甚至掺加废模会有所缓解

（5） 由于磷石膏、柠檬石膏含湿量大、杂質与级配颗粒形状特点很适合采用CRD湿法转晶工艺。获得的超高强石膏与其他模型石膏混合复配可以获得品质优良的模型石膏

（6） 脱硫石膏可以直接煅烧或成型蒸压烘干后，磨粉炒制混合成陶瓷模具石膏应用于普通滚压或注浆。脱硫石膏若通过水洗净化后去除粉煤灰等雜质，对模具粉产品品质有大幅提升可以减少漂浮物、减少搅拌气孔等。

（7） 采用湿法脱水结晶的脱硫石膏性能优良，除了颜色外其他指标与高品位天然石膏生产的超高强阿尔法石膏一样，完全可以替代天然阿尔法石膏配制高附加值模型产品以及其他产品

化学石膏矗接或经过净化处理后可以代替天然石膏应用于陶瓷石膏模型的生产，湿法煅烧转晶CRD工艺与再生废模石膏粉复配工艺给出了更多使用选项

上述思路已有成熟的工程技术实践，符合国家经济转型的产业政策实现资源可持续发展，达到保护环境、节约资源、提高附加值发展循环经济的要求，有广阔的应用前景与显著社会效益