陶瓷制作流程

陶瓷制作流程 成分工艺流程概念陶瓷干燥技术陶瓷污染治理 制作人陈乐 宛君 ??陶瓷 是以粘土为主原料以及各种天然矿物经过粉碎混炼、成型和煅烧制得的材料以及各种制品。陶器和瓷器的总称。陶瓷的传统概念是指所有以粘土等无机非金属矿物为原料的人工工业产品。由最粗糙的土器到最精细的精陶和瓷器都属于它的范围。它的主要原料是硅酸盐矿物如粘土、石英等因此属于“硅酸盐工业”的范畴。 ??主要成分氧化硅、氧化铝、氧化钾、氧化钠、氧化钙、 氧化镁、氧化铁、氧化钛等。 ??常见的陶瓷原料有粘土、石英、钾钠长石等。 ??淘泥把瓷土淘成可用的瓷泥。 ??摞泥将淘好的瓷泥分割开摞成柱状便于储存 和拉坯用。 ??拉坯 将摞好的瓷泥放入大转盘内通过旋转转盘用手和拉坯工具将瓷泥拉成瓷坯。 ??印坯根据要做的形状选取不同的印模将瓷坯印成各种不同的形状。 ??修坯通过修坯这一工序将印好的坯修刮整齐和匀称修坯又分为湿修和干修。 拉坯 ??捺水用清水洗去坯上的尘土为接下来的画坯、上釉等工序做好准备工作。 ??画坯画坯有好多种有写意的、有贴好画纸勾画的无论怎样画坯都是陶瓷工序的点睛之笔。 ??上釉画好的瓷坯粗糙上好釉后则光滑又明 ??烧窑 经亮。常用的上釉方法有浸釉、淋釉、荡釉、喷釉、刷釉等。 画坯 上釉过数十道工具精雕细琢的瓷坯在窑内经受千度高温的烧炼。 现在的窑有气窑、电窑等。 ??成瓷经过几天的烧炼窑内的瓷坯已变成了件件精美的瓷器。 ??成瓷缺陷的修补有时瓷器烧出来会有一点瑕疵用JS916-2劲素成修补可以让成瓷更完美。 烧窑 ?? 陶瓷工业的干燥经历了自然干燥、室式烘房干燥到现在的各种热源的连续式干燥器、远红外干燥器、太阳能干燥器和微波干燥技术。 ?? 干燥虽然是一个技术相对简单应用却十分广泛的工业过程不但关系着陶瓷的产品质量及成品率而且影响陶瓷企业的整体能耗。据统计干燥过程中的能耗占工业总燃料消耗的15而在陶瓷行业中用于干燥的能耗占燃料总消耗的比例远不止此数故干燥过程的节能是关系到企业节能的大事。 坯体中的水分 ??陶瓷坯体的含水率一般在525之间坯体不水分的结合形式物料在干燥过程中的变化以及影响干燥速率的因素是分析和改进干燥器的理论依据。当坯体不一定温度及湿度的静止空气相接触势必释放出或吸收水分使坯体含水率达到某一平衡数值。只要空气的状态不变坯体中所达到的含水率就不再因接触时间增加而发生变化此值就是坯体在该空气状态下的平衡水分。而到达平衡水分的湿坯体失去的水分为自由水分。也就是说坯体水分是平衡水分和自由水分组成在一定的空气状态下干燥的极限就是使坯体达到平衡水分。 物理水:一般包括结合水和非结合水 结合水:存在于坯体微毛细管直径小于o.1μm内及胶体颗粒表面的水不坯体结合比较牢固属物理化学作用因此当结合水排出时坯体表面水蒸汽的分压将小于坯体表面温度下的饱和水蒸汽分压力。在干燥过程中当坯体表面水蒸汽分压力等于周围干燥介质的水蒸汽分压力时干燥过程即停止水分不能继续排出此时坯体中所含的水分即为平衡水平衡水是结合水的一部分它的多少取决于干燥介质的温度和相对湿度。在排出结合水时坯体体积不发生收缩比较安全。 非结合水存在于坯体的大毛细管内不坯体结合松弛。坯体中非结合水的蒸发就像自由液面上水的蒸发一样坯体表面水蒸汽的分压力等于其表面温度下的饱和水蒸汽分压力。坯体中非结合水排出时。物料的颗粒彼此靠拢因此发生体积收缩故非结合水又称为收缩水。 坯体的干燥过程 ??传热过程干燥介质的热量以对流方式传给坯体表面又以传导方式从表面传向坯体内部的过程。坯体表面的水分得到热量而汽化由液态变为气态。 ??外扩散过程坯体表面产生的水蒸汽通过层流底层在浓度差的作用下以扩散方式由坯体表面 向干燥介质中移动。 ??内扩散过程 由于湿坯体表面水分蒸发。使其内部产生湿度梯度促使水分由浓度高的内层向浓度较低的外层扩散称湿传导或湿扩散。 干燥过程的阶段 在干燥条件稳定的情况下坯体表面温度、水分含量、干燥速率与时间有一定的关系根据它们之间关系的变化特征可以将干燥过程分为加热阶段、等速干燥阶段、降速干燥阶段。 由于干燥介质在单位时间内传给坯体表面的热量大于表面水分蒸发所消耗的热量因此受热表面温度逐渐升高直至等于干燥介质的湿球温度此时表面获得热与蒸发消耗热达到动态平衡温度不变。此阶段坯体水分减少干燥速率增加。 等速干燥阶段由于坯体含水分较高表面蒸发了多少水量内部就能补充多少水量即坯体内部水分秱动速度内扩散速度等于表面水分蒸发速度亦等于外扩散速度所以表面维持潮湿状态。 本阶段是排出非结合水故坯体会产生体积收缩收缩量不水分降低量成直线关系若操作不当干燥过快坯体极容易变形开裂造成干燥废品。等速干燥阶段结束时物料水分降低到临界值。此时尽管物料内部仍是非结合水但在表面一层内开始出现结合水。 降速干燥阶段 这一阶段中坯体含水量减少内扩散速度赶不上表面水分蒸发速度和外扩散速度表面不再维持潮湿干燥速率逐渐降低。排出的为结合水坯体不产生体积收缩不会产生干燥废品。当物料排水分下降等于平衡水分时干燥速率变为零干燥过程终止即使延长干燥时间物料水分也不再发生变化。此时物料表面温度等于介质的干球温度表面水蒸汽分压等于介质的水蒸汽分压。 影响干燥速率的因素 一加快传热速率 为加快传热速率应做到?提高干燥介质温度如提高干燥窑中的 增加传热面积热气体温度增加热风炉等但不能使坯体表面温度升高太快避免开裂?如改单面干燥为双面干燥分层码坯或减少码坯层数增加于不热气体接触面?提高对流传热系数。 二降低外扩散阻力提高外扩散速率 ?增大介质流速减薄边界层厚度等提高对流传热系数。也可提高对流传质系数利于提高干燥速度?降低介质的水蒸汽浓度增加传质面积亦可提高干燥速度。 三提高水分的内扩散速率 水分的内扩散速率是由湿扩散和热扩散共同作用的。 ?使热扩散不湿扩散方向一致即设法使物料中心温度高于表面温度如远红外加热、微波加热方式。 ?当热扩散不湿扩散方向一致时强化传热提高物料中的温度梯度。 ?减薄坯体厚度变单面干燥为双面干燥。 ?降低介质的总压力有利子提高湿扩散系数从而提高湿扩散速率。 ?其他坯体性质和形状等方面的因素。 微波干燥技术 微波干燥技术的原理微波是频率在300兆赫的电磁波被加热介质物料中的水分子是极性分子。它在快速变化的高频电磁场作用下其极性取向将随着外电场的变化而变化造成分子的运动和相互摩擦效应。此时微波场的场能转化为介质内的热能使物料温度升高产生热化和膨化等一系列物化过程而达到微波加热干燥的目的。 微波干燥的特点1均匀快速这是微波干燥的主要特点。由于微波具有较大的穿透能力加热时可使介质内部直接产生热量。不管坯体的形状如何复杂加热也是均匀快速的这使得坯体脱水快脱模均匀变形小不易产生裂纹。 2具有选择性微波加热与物质的本身性质有关、在一定频率的微波场中水由于其介质损耗比其它物料大故水分比其它干物料的吸热量大得多同时由于微波加热是表里同时进行内部水份可以很快地被加热并直接蒸发出来这样陶瓷坯体可以在很短的时间内经加热而脱模。 3热效率高、反应灵敏由于热量直接来自于干燥物料内部热量在周围介质中的损耗极少加上微波加热腔本身不吸热不吸收微波全部发射作用于坯体热效率高。 陶瓷厂的污染源 ?原料的开采、加工运输。 ?燃料燃烧产生的有害烟气。 ?色釉料制作、施釉。 ?各种添加剂的应用。 ?选择的生产工艺技术。 陶瓷污染 物最主要的来源 ? 燃料燃烧及工业排放的尾气陶瓷窑炉燃烧污染产生的气体含有危害极大的和其中产生的气体不仅污染环境破坏生态而且直接影响陶瓷的生产质量腐蚀陶瓷生产设备。 ? 是形成酸雨及生成光化学雾的重要因素之一直接危害着人体的健康和动植物生长发育 主要污染物 ?? SO2、N0X、CO、粉尘、碳黑微粒等在内对大气污染造成下酸雨植物不结果等等。 ??包括固体悬浮物、负离子、若干有害重金属在内的对水的污染。 ??废渣、废磨料、废模具等造成的污染。 ??气动机械、加工机械运转产生噪音的污染。 ??其中最要害的是对大气的污染 。 ??陶瓷窑炉燃烧排放的黑烟污染在高温缺氧的情况下煤受热分解形成的。粒度极其微小一般粒径在0.011μm平均粒径在0.02μm左右呈气溶胶状态且具有一定的粘性可长期在空气中飘浮。单一颗粒呈球形或类球形凝聚后呈海绵状。容重轻可漂浮于水面上具有疏水特性捕集较为困难。 ??涂层的基础上掺杂了Fe3、Mn4、Cr3、Cu2等离子制备了光催化复合涂层除了具有良好的远红外特性外还具有降解NOx的功能。 ??现在成熟的做法是: 把烟气通过管道抽集到脱硫塔内集中处理、废水集中到污水池通过加石灰等原料将其中和、颗粒物一般使用袋式除尘器进行清尘加以利用。 谢谢观看