设备管理_陶瓷生产技术及设备之坯体的干燥培训课件

第四章坯体的干燥 一 干燥机理 4 1干燥机理及干燥过程 热扩散 因温度差 温度梯度 的存在而引起的水分扩散 湿扩散 因水分浓度差 水分浓度梯度 的存在而引起的水分扩散 通常划分为四个阶段 升温阶段 等速干燥阶段 降速干燥阶段 平衡阶段 二 干燥过程 坯体的干燥收缩主要发生在等速干燥阶段 降速干燥阶段不产生干燥收缩 一 影响坯体干燥速度的因素 就热风干燥而言 影响坯体干燥速度的因素有 坯体的干燥敏感性 坯体在干燥过程中产生裂纹或变形的可能性 2 坯体的形状 大小及厚薄 3 干燥强度 干燥介质 热风 的温度 湿度 流速及流量 4 坯体的受热面积 与热风接触面积 5 干燥平衡水分的高低 6 干燥器的结构与热工性能 4 2干燥制度的制定 二 影响坯体干燥质量的因素 坯体干燥质量的衡量标准 各部位干燥比较均匀 平衡水分 干燥残余水分 达到要求 无变形或开裂现象 1 坯体的干燥敏感性 决定于配方组成 2 坯体的初始含水率及其水分的分布均匀性 3 坯体成型密度的均匀性 4 干燥制度的合理性 以及干燥过程的控制质量 影响因素 4 2干燥制度的制定 三 干燥制度的制定原则 4 2干燥制度的制定 干燥制度通常用干燥介质的温度 湿度 流速等参数来表征 干燥制度的制定原则 1 应充分考虑坯体的配方特点 形状 大小 厚薄 以及干燥器的性能等因素 2 初始阶段应用低温 高湿 低速的热风预热坯体 3 严格控制等速干燥阶段的热风温度 湿度及流速 确保坯体各部位的干燥速度 干燥收缩 比较均匀一致 在降速干燥阶段适当提高干燥速度 即在干燥后期使坯体接触高温 低湿的热风 4 3干燥方法及设备 干燥方法分类 热风干燥 对流干燥 电干燥 工频电干燥 高频电干燥 辐射干燥 微波干燥 远红外干燥 4 3干燥方法及设备 一 热风干燥 对流干燥 根据干燥器的结构不同 对流式干燥器有 室式 隧道式 链式 推板式干燥器等几种形式 4 3干燥方法与设备 一 热风干燥 对流干燥 一 热风干燥 对流干燥 4 3干燥方法与设备 链式干燥器 日用瓷坯体带模干燥5 10min可脱模 脱模后的白坯干燥时间控制在10 30min 链式干燥器 一 热风干燥 对流干燥 建筑陶瓷干燥10 15min即可从含水率7 降到1 二 电干燥 4 3干燥方法与设备 1 工频电干燥 将湿坯体作为电阻并联于工频电路中 通过工频电流进行干燥 一般大型电瓷生坯阴干需10 15天 工频电干燥仅需4h左右 二 电干燥 1 工频电干燥 特点 1 干燥均匀性好 即使初始含水率相差较大的坯体一起干燥也如此 2 坯体整个体积同时加热 热扩散和湿扩散方向一致 故干燥速度较快 单位热耗较小 3 适用于含水率较高的大件厚壁制品坯体的干燥 当干燥后期坯体的含水率低于5 时 电能消耗剧增 4 随着干燥过程的进行 须逐渐增大电压 以保持电流值基本不变 二 电干燥 2 高频电干燥 将生坯置于高频电场中 由于电磁波的高频振荡 致使坯体中的水分子也发生剧烈振动和相互碰撞 从而发热使水分蒸发 特点 与工频电类似 但坯体温度上升快 易造成水分迅速蒸发而致坯体产生裂纹 另外 高频电干燥器造价高 电耗大 2 5 3 0kW h kg水 目前应用很少 三 辐射干燥 4 3干燥方法与设备 一 微波干燥 系以微波辐射使生坯内的强极性分子 主要是水分子的运动随着交变电场的变化而加剧 发生摩擦并转化为热能而使水分蒸发 可见 微波干燥与高频电干燥的原理是相同的 但微波加热的频率要比高频加热高20倍 因此 其干燥效果比高频电干燥更好 特点 1 均匀快速 微波具有很大的穿透力 能使被加热坯体里外同时生热 且热 湿扩散方向一致 加热迅速 干燥快 一般日用瓷干燥仅需几分钟 2 加热具有选择性 只有介电损耗高的物质 如湿坯 才会吸收大量的微波能 从而被加热 三 辐射干燥 4 3干燥方法与设备 一 微波干燥 特点 3 热效率高 热量产生于坯体内部 在周围环境中损失很少 热效率可高达80 4 设备体积小 便于自控 二 远红外干燥 微波是介于高频与远红外线直接的电磁波 其波长1 1000mm 频率300 300000MHz 远红外是介于微波和可见光之间的电磁波 波长0 75 1000 m 其中0 75 2 5 m为近红外 2 5 1000 m为远红外 而实际应用区域为2 5 15 m 三 辐射干燥 4 3干燥方法与设备 二 远红外干燥 水分子也是红外敏感物质 当入射的红外线频率与含水物质的固有振动频率一致时 就会大量吸收红外线 从而改变和加剧其极性分子的振动与偶极矩的转动 使物体温度升高 远红外干燥就是利用远红外辐射器发出的远红外线为湿坯体所吸收 直接转变为热能而使生坯干燥的方法 水分在远红外区域有很宽的吸收带 因此远红外的干燥效果要比近红外干燥好的多 三 辐射干燥 4 3干燥方法与设备 特点 1 干燥速度快 干燥效率高 远红外干燥生坯的时间只是热风干燥的1 10 2 单位产品的干燥能耗低 3 干燥质量好 不易产生干燥缺陷 4 设备小巧 造价较低 占地面积小 建设费用低 二 远红外干燥 远红外干燥以获得成功应用 4 3干燥方法与设备 四 综合干燥 红外干燥与热风干燥交替进行 第五章施釉 5 1施釉方法与设备 一 传统施釉方法 传统的基本施釉方法有 浸釉 浇 淋 釉 喷釉 甩釉 涂 刷 釉 荡釉 成形后的陶瓷生坯经过干燥 使其含水率低于3 以下 即可进行施釉 施釉前应对素坯进行仔细检查 用压缩空气吹去坯体表面灰尘 对外观尺寸和形状不符合产品标准 或图纸 要求的半成品 应重新修理或报废 同时还应检查是否存在坯裂缺陷 检查生坯是否有坯裂 一般是先用手指轻轻敲打 根据声音进行判断 对微细裂纹使用此法不能奏效时 可将煤油涂在可能出现裂纹的部位 利用煤油的高度渗透性和收缩性来显现裂纹的长度和位置 不合格的素坯不得进行施釉 绪言 5 1施釉方法与设备 一 传统施釉方法 1 浸釉 传统的基本施釉方法有 浸釉 浇 淋 釉 喷釉 甩釉 涂 刷 釉 适用于除薄胎瓷坯外的各种制品的施釉 尤其是内外表面都需施釉的制品 5 1施釉方法与设备 一 传统施釉方法 1 浸釉 浸釉所形成的釉层厚度取决于坯体吸水率 釉浆浓度及浸釉时间等因素 釉层厚度的均匀性则与釉浆浓度 工人操作手法有关 2 浇 淋 釉 概念 适用于墙地砖 圆形浅底盘 碟 碗 类制品 5 1施釉方法与设备 一 传统施釉方法 钟罩式浇釉法示意图 2 浇 淋 釉 特点 施釉效率高 釉面光滑平整 少有波纹 影响釉层厚度及均匀性的因素 坯体含水率 釉浆浓度 施釉时间 传送带速 5 1施釉方法与设备 一 传统施釉方法 2 浇 淋 釉 鸭嘴式淋釉装置 5 1施釉方法与设备 一 传统施釉方法 3 喷釉 利用压缩空气 使釉浆在喷枪出口雾化成微滴 沉积或溅落在将欲施釉的精修素坯上 喷釉是目前卫生瓷生产中用得最广泛的方法 影响釉层厚度及均匀性的因素 坯体含水率 釉浆浓度 施釉时间 喷釉压力 5 1施釉方法与设备 一 传统施釉方法 3 喷釉 压力喷釉时主要工艺参数 釉浆密度一般为1 8 2 0kg m3 雾化用压缩空气的压力 0 6 0 7MPa 釉浆压力 0 1 0 3MPa 喷釉4 5遍 喷色釉时要多一些 雾化压力对施釉质量影响较大 若压缩空气压力过大 或喷釉角度与距离不适当 已经粘附的釉层可能受到破坏 若压力过低 雾化不好 形成大的釉滴 釉面质量也不可能好 5 1施釉方法与设备 一 传统施釉方法 3 喷釉 压力喷釉时主要工艺参数 釉浆密度一般为1 8 2 0kg m3 雾化用压缩空气的压力 0 6 0 7MPa 釉浆压力 0 1 0 3MPa 喷釉4 5遍 喷色釉时要多一些 雾化压力对施釉质量影响较大 若压缩空气压力过大 或喷釉角度与距离不适当 已经粘附的釉层可能受到破坏 若压力过低 雾化不好 形成大的釉滴 釉面质量也不可能好 5 1施釉方法与设备 一 传统施釉方法 3 喷釉 喷釉法还可以用来施过渡色釉 釉浆喷管 高压风管 坯体 5 1施釉方法与设备 一 传统施釉方法 4 甩釉 甩釉装置示意图 通常转速在1000r min左右 5 1施釉方法与设备 一 传统施釉方法 4 甩釉 特点 施釉效率高 釉面呈细小斑点突起 多用于墙地砖制品的施釉 影响釉层厚度 均匀性及平整度的因素 坯体含水率 釉浆浓度 施釉时间 传送带速 甩釉头的转速 5 1施釉方法与设备 一 传统施釉方法 5 涂 刷 釉 特点 施釉效率低 釉层厚度均匀性差 施釉质量在很大程度上取决于工人的操作水平 但适应性广 容易多颜色釉面 多用于美术陶瓷的施釉 5 1施釉方法与设备 一 传统施釉方法 6 荡釉 特点 施釉效率低 釉层厚度均匀性差 施釉质量在很大程度上取决于工人的操作水平 用大瓢 或碗 装满釉浆倒入器皿坯体内 用手摇荡使釉浆均匀地布满器皿内壁后 迅速倒出多余的釉浆 此法适合于器皿的内壁施釉 5 1施釉方法与设备 二 施釉方法的发展 1 静电施釉 5 1施釉方法与设备 二 施釉方法的发展 1 静电施釉 施釉时 220V的交流电被静电发生器工频倍压整流为100 150kV的高压直流电输送到电网上 使之产生带正电荷的高压静电场 而接地的载坯车则与电网分别形成正负极 在高电压作用下 两极间的空气产生电离 形成带电荷的离子 当釉料经喷嘴雾化后 其中性分子在移动的带电离子作用下也就带上负电荷 从而随空气一起移向载坯车 正极 并吸附于坯体上形成釉层 5 1施釉方法与设备 二 施釉方法的发展 1 静电施釉 特点 与普通喷釉法比较 施釉效率较高 釉层厚度均匀 釉面质量好 釉料损失少 设备复杂 维修困难 安全防护要求高 5 1施釉方法与设备 二 施釉方法的发展 2 干法施釉 概念 干粉釉的分类 干式施釉方法分类 二 施釉方法的发展 2 干法施釉 干式施釉方法的优点 釉料制备工艺简化 能耗大大减小 2 釉面质量性能较好 3 装饰效果多样 且可获得传统湿法施釉无法获得的装饰效果 4 釉粉回收率高 损失少 5 避免了湿法施釉产生的废水 淤浆 减少了环境污染 干粉釉制备的常用设备 二 施釉方法的发展 干粉釉的制备过程 5 1施釉方法与设备 二 施釉方法的发展 2 干法施釉 1 流化床施釉 应用压缩空气使加有少量有机树脂的干釉粉形成流化床 将预热到100 200 的坯体浸入流化床中一段时间 使树脂软化附着于坯体 从而在坯体表面形成一层均匀的釉料层 特点 1 对釉料粉的细度控制要求高 太细易被喷出 太粗会使流化床不稳定 2 釉层厚度与坯体气孔率无关 3 由于温度升高到450 500 时 树脂熔融挥发 易出现脱釉现象 4 另外 所用设备复杂 操作控制难度较大 施釉质量不易控制 故目前尚未取得有效实际应用 5 1施釉方法与设备 二 施釉方法的发展 2 干法施釉 1 流化床施釉 二 施釉方法的发展 2 干法施釉 2 釉纸施釉 系将表面含有大量羟基的粘土矿物 如海泡石 坡缕石等 制备成浓度在0 1 10 之间的类似于纸浆的悬浮液 再将釉料均匀分散于该悬浮液中 然后将该含釉料的悬浮液进行抄纸而得到所谓的 釉纸 施釉时 采取适当的方法将釉纸粘附于坯体之上即可 制备釉纸时 釉料的载体也可不用粘土矿物而采用其他植物纤维 如针叶树浆料 棉麻纤维 秸秆纤维等 此时的釉料实际上充当了造纸工艺中的填料的作用 二 施釉方法的发展 2 干法施釉 2 釉纸施釉 釉纸施釉与日用陶瓷生产中的贴花纸工艺几乎完全相同 既可在成型的生坯上黏贴釉纸 也可在素烧后的坯体上黏贴釉纸 为了获得丰富多彩的装饰效果 黏贴时先可将不同色彩的釉纸进行重叠 剪纸等处理 再将它们黏贴于坯体上 二 施釉方法的发展 2 干法施釉 3 干法静电施釉 其施釉工艺原理与湿法静电施釉一样 不同之处在于 在干法静电施釉工艺中 要对干粉釉粒进行表面绝缘处理 以保证其在带上电荷后 不至于将电荷传给其他物体 即使之对电荷具有一定的保持力 这种绝缘处理通常是使釉料颗粒表面包覆一层有机物薄层 特点 与传统施釉工艺比较 1 无釉料损失 无废水处理 2 釉料加工及施釉所用设备少 能耗少 3 施釉层堆积松散 烧成时有利于坯体排气 而釉层本身无气体排除 故釉面品质好 难见针孔和气泡 4 釉层组成及厚度均匀性好 5 釉层强度较低 不能采取丝网印花 装饰效果有限 6 对施釉车间环境条件要求较高 要注意防止落脏和空气湿度过大 5 1施釉方法与设备 2 干法施釉 3 干法静电施釉 二 施釉方法的发展 二 施釉方法的发展 2 干法施釉 4 撒干釉 是目前干法施釉工艺中应用最成功 最普遍的一种 装饰手法和装饰效果多种多样 能产生逼真的仿石材图案效果 主要应用于墙地砖制品的施釉装饰 2 干法施釉 4 撒干釉 B 几种常见的撒干釉装饰手法 a 将粒状或片状的乳白熔块料撒于彩色的透明釉上 b 在具有高光泽度的釉面上形成无光的斑晶 或反其道而行之 c 把硬熔块粒或熔块片分布在光滑的釉面上 形成耐磨 防滑的斑状图案釉面 d 在撒干釉前先进行彩绘 使图案透过较厚的干施釉层 形成轮廓朦胧的装饰效果 e 使熔块粒或熔块片着不同颜色 并以不同比例混合使用 从而形成各种装饰效果 2 干法施釉 4 撒干釉 C 影响撒干釉装饰效果的因素 a 干釉粉料的粒度 对釉粉粒度的要求 是要根据施釉工艺的要求将其控制在一定的范围内 而且粒度的分布范围应尽可能小 若釉粉太粗 则不能在砖坯表面上形成紧密堆积 也不易被胶水粘牢 以及和色料混合均匀 反之 太细的釉粉施釉时易产生粉尘 烧成时易和色料混熔 不能形成预期的装饰效果 b 胶水的粘结性和流动性 若粘结性太差 釉粉难以粘牢 如粘结力太强 印刷胶水时易粘网 此外 胶水的流动性要好 且应控制在一定范围内 流动性太差易导致坯体表面局部缺胶 釉 反之也易造成坯体局部胶水太多 釉粉太厚 2 干法施釉 4 撒干釉