火烧工艺
天然石材表面加工方法现有多种,常用的有两种:一种是使用最普遍的机械研磨抛光,形成镜面;另一种是喷射高温火焰,剥落表面层,形成梨皮饰面。
两种方法主要适用于含有石英成分的结晶质石材,如花岗石、角闪石等。
这类石材在快速喷射高温火焰下,构成表层的结晶部份瞬间膨胀剥落,较富有自然感。
但是原在用火焰加工处理石材表面时,无专用火焰加工装置,而是借用通常火焰温度为300℃,喷射速度为1200m/s的火焰切石机或穿孔机,凭经验进行石材表面的火焰加工处理,难以控制好喷射的速度和火焰温度。
然而要在上述极快的喷射速度和极高的火焰条件下,只加热石材表层十分困难,因为不光表层,辖内层也可能被高温加热而出现熔融、变质和变色,不仅达不到火焰加工的预期效果,还损害石材固有的自然色彩。
为了达到便于有效地加工石材表面的目的,关键在于控制好喷射速度和火焰温度,因此通过反复试验证明,对石材表面的喷射速度和火焰温度分别控制在400~1000m/sec和2000℃~2500℃范围内。
这种装置主要由铝质金属长简、供产生火焰喷射流的火口和兼燃烧室功能和喷口构成,在其后端装有喷嘴。
由于火焰喷口处于超高温下,在周围没有水冷式环状冷却室。
用由于构成的火焰加工装置对石材表面进行加工处理时,由压力容器调节至所需要压力,经供氧管供氧,用泵加压,经燃料供管供给燃料,如煤油,由压缩空气供管供给由压缩机加压的压缩空气,再在各供管顶部的喷嘴喷入火口混合点火,在喷口内燃烧,快速喷射高温火焰,使其保持一定斜度与所需处理的石材表面接触,进行表层剥落处理。
这时燃料(煤油)、氧和不活性气体(压缩空气中氮)的体积比调至允为1:1:1,形成喷射速度为400~1000m/s、温度为2000℃~2500℃的火焰。
斜身面对石材表面喷射火焰时,接触火焰的石材表层结晶瞬间热膨胀,晶格扩展,产生振动,由位于表层中的结晶剥落。
因此通过适当速度平行移动加工装置或石材,可在石材整体表面形成微波凹凸,获得仿梨皮饰面。
依据待处理的石材的矿物成分,在400~1000m/sec 喷射速度和2000℃~2500℃火焰温度条件下,适当选定喷射速度和火焰温度对石材表面进行加工处理,其剥落性良好,不热变质和变色。
用火焰加工装置在适宜的喷射速度和火焰温度条件下,极其便于有效加热石材表层,进行剥落处理,而且不会用高温而变质变色,能形成非常艳丽的仿梨皮面。
由于只加热石材表层,不会对石材整体产生不良影响,不会出现热变形、裂纹、脆化等。
石材的火烧主要用于有晶体的石材,而且晶体的颗粒要小,国产的花岗岩大部分都可以火烧,比如:国产的603、602、杜鹃红、654等。
而进口的石材纹路比较大而夸张的就不能火烧,如:那不勒斯、波尔多红、印度金麻、波斯红麻等,晶体颗粒比较大的也不适合火烧,比如:安哥拉棕、大啡珠、啡钻等。
石材火烧后的效果颜色会比光面淡,而且火烧后的纹路与光面差别很大,或者根本看不出来是什么品种(可以用喷水看纹路),所以干挂石材如要用火烧面,最好选用国产石,原因很简单:1,进口花岗石比国产的贵;2:大部分主体颜色一样的石材,不管是进口的,还是国产的,烧出来的表面效果都差不多,所以选择进口石材最好是光面,做火烧或者荔枝面都有点浪费。
石材工艺处理面的选择最好是先看厂家提供的样板效果再作决定,多听听设计师和石材厂家的建议。
在越来越多的使用火烧面石材的同时,火烧面石材的不足越来越凸显,总结起来,火烧糙面石材存在如下几个方面的问题:
1、火烧糙面工艺是根据岩石结构的不同,组成岩石的矿物受热膨胀系数的不同,因而在岩石受热时,不同矿物在不同的温度下发生膨胀,先膨胀的矿物对后膨胀的矿物形成膨胀压,造成矿物之间的挤压,岩石的结构发生变化,直致碎裂。
这种现象发生岩石受热的表面,在接近炸裂面面部位的矿物,固然没有完全炸裂,但矿物的结构已经受到破坏。
也就是说加工后的岩石已经受到高温的烘烤,岩石的物理性质已经改变,抗风化能力下降。
火烧的过程就是对岩石本身一种加速氧化的过程,一些金属物质如铁等,火烧后氧化的特征十分显著,有些白色的花岗石火烧后糙面突显铁锈雀斑。
2、火烧糙面工艺只能对花岗石类的石材使用,对大理石、砂岩、板岩是不能采用烧毛工艺的,即便是花岗石类的岩石也不是全合用,一些SIO2含量低的基性岩或火山岩、凝灰岩及矿物较单一的岩石都不合用烧毛工艺,这是由岩石的化学成分,矿物成分决定的。
3、机械烧毛工艺在使用电能的同时还需要氢气或自然气作燃料,用氢气助燃,用氧气助燃,相对来说能耗比较高,不符合环保的要求。
4、火烧石材表面外观单调糙面的粗细程度完全由岩石结晶程度来决定,粗粒结构的岩石其火烧面必定粗拙,细粒机构的岩石相对细腻一些,换句话说,火烧面的粗拙程度不能人为控制,只能顺其天然。
5、设备不密封,至少到目前还密封的设备使用在出产中。
受热的岩石表面炸裂,炽热的岩屑四处飞溅操纵职员劳动保护非常重要,一旦马虎就轻易被烫伤。
加工后的板材也不能迅速降温,操纵起来不便利,有的工厂在设备上加喷水装置,以达到迅速降温的效果,殊不知岩石在受高温加热后骤降温度更加有损其寿命。