快速高温火焰加工石材表面技术

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快速高温火焰加工石材表面技术

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关键字：高温火焰加工 2007-1-12

　天然石材作为一种理想的装饰材料广泛用于建筑物的墙面及地面。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。鉴于上述原因，海外一公司为石材表面加工新近研究出便于有效进行火焰加工的技术及装置。

　　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。为满足这些条件，该公司设计出一种专用火焰加工装置，见图1。

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（图中未标示）。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，见图2。

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。下表列出专用火焰加工装置加工处理花岗石的效果。表中表明，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。

综上所述，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。

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