陶瓷生產(chǎn)技術及設備

,單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,本課程講授的主要內容：,陶瓷工藝學,：第,6,、,7,、,8,、,9,、,10,、,11,章。,耐火材料工藝學,：第,5,、,6,、,7,、,8,、,10,、,11,章的主要內容。,陶瓷熱工設備,：第,1,、,2,章的主要內容。,第一章 原料的處理,緒 言,陶瓷制品的一般生產(chǎn)工藝過程：,燒后處理,模型制作,工作模,坯料制備,成 型,釉漿制作,釉漿性能,檢測,干 燥,檢 驗,施 釉,燒 成,檢 驗,入 庫,坯料制備流程,：,真空練泥,硬質顆粒料,粘土類原料,風化、揀選除雜,配 料,濕法球磨,過篩、除鐵,壓濾榨泥,泥餅陳腐,水、電解質,過 篩,漿 池,陳腐漿池,注漿成型坯料,（泥 漿）,擠制泥段,可塑成型坯料,（泥團、泥段）,噴霧干燥制粉,粉料過篩,料倉陳腐,壓制成型坯料,（粉 料）,泥漿泵,泥漿性,能檢測,1.1,原料的精選,一、精選方法,原料精選主要是對原料進行分離、提純，除去其中的各種雜質（尤其是鐵質礦物），使之滿足制品的質量性能要求。,精選方法分類,（一）物理方法：,適用于除去與原料顆粒以分離狀態(tài)存在的雜質。,物理方法：分級法、磁選法、超聲波法,化學方法：溶解法、升華法,物理化學方法：浮選法、電解法,1.,分級法：,包括淘洗法、水力旋流法、風選法、篩選法等，在,在硅酸鹽工業(yè)中被普遍采用。主要是利用礦物顆粒的尺寸大小或密度差別來進行分離的。,（,1,）淘洗法,1.1,原料精選,1.,分級法,（一）物理方法,（,2,）水力旋流法,1.1,原料精選,1.,分級法,水力旋流器結構示意圖,進漿管,溢流管,排砂管,短圓筒,磁選法和超聲波法都是用來分離原料中的含鐵礦物的。,1.1,原料精選,2.,磁選法,磁選是利用礦物的磁性差別，根據(jù)被磁化物質在磁場中將受到磁力作用的原理，將鐵及其氧化物從原料中分離出來。磁選法對除去粗顆粒的強磁性鐵質礦物較為有效。,礦 物,化學式,相對磁性,金屬鐵,Fe,100,磁鐵礦,Fe,3,O,4,40.2,鈦鐵礦,FeTiO,3,24.7,菱鐵礦,FeCO,3,1.82,赤鐵礦,Fe,2,O,3,1.32,金紅石,TiO,2,0.37,黃鐵礦,FeS,2,0.23,（一）物理方法,1.1,原料精選,超聲波法是將漿體物料置于超聲波作用下，使得原料顆粒和水溶液都產(chǎn)生高頻振動，互相碰撞與摩擦，進而導致原料顆粒表面的氧化鐵和氫氧化鐵避免剝離脫落。,（二）化學方法,3.,超聲波法,（一）物理方法,基于化學反應原理而進行的原料精選方法。其目的主要是,除去原料中難以以顆粒形式分離的微細含鐵雜質，如硫化鐵、氫氧化鐵等。,（二）化學方法,1.,升華法,系在高溫下使原料中的鐵質礦物與氯氣反應，生成揮發(fā)性或可溶性的物質而除去。由于氯氣的毒性，此法很少用。,2.,溶解法,用酸或其他反應劑對原料進行處理，通過反應使原料中的鐵質礦物變?yōu)榭扇茺}，然后再進行水洗除去之。例如，對細磨之后的氧化鋁原料進行的酸洗。,（三）物理化學方法,1.,電解法,是基于電化學原理除去鐵質礦物的一種方法。在電解過程中，原料中的鐵質礦物首先被溶解，然后鐵離子向陰極板運動并還原，進而被除去。,（三）物理,化,化學方法,2.,浮選法,是基于各種,礦,礦物對水的,潤,潤濕性不同,，,，從懸浮液,中,中將憎水顆,粒,粒（如鐵質,礦,礦物）粘附,在,在氣泡上，,進,進而浮游分,離,離被除去的,方,方法。此法,適,適用于精選,含,含有鐵、鈦,礦,礦物和有機,物,物的黏土原,料,料。,浮選法中一,般,般須使用適,當,當?shù)母∵x劑,以,以提高浮選,效,效果。常用,的,的浮選劑有,：,：石油碘酸,、,、銨鹽（,NH,4,NO,3,）、,Na,2,CO,3,、磺酸鹽等,。,。,二、粘土原,料,料的風化及,精,精選,（一）粘土,的,的風化處理,粘土風化處,理,理的作用,1,）可促使母巖殘渣進一步粘土化，改善原料的可塑性、結合性；,2,）可洗去部分可溶性高價態(tài)鹽類，有利于改善泥漿性能；,3,）有利于粘土的粉碎和揀選。,二、粘土原,料,料的風化及,精,精選,（二）粘土,的,的精選,高嶺土精選工藝流程,礦山,露天開采,球磨篩選機,水力旋流器,壓濾榨泥機,滾筒壓擠機,帶式干燥器,擠出泥條,高嶺土成品庫,袋裝輸送陶瓷廠,分級池,沉淀池,粉碎機,篩分,三、硬質料,的,的洗選,1.1,原料精選,主要作用是,除,除去粘附于,其,其上的粘土,、,、有機物等,雜,雜質。方法,主要有：,1.,人工高壓水,沖,沖洗,2.,滾筒式洗石,機,機水洗,1.2,原料的預燒,一、預燒的,作,作用,1),穩(wěn)定有利的,晶,晶型。以保,證,證制品的性,能,能，避免較,大,大的體積效,應,應而帶來的,害處（制品,開,開裂）。例,如,如,ZrO,2,、,TiO,2,、,Al,2,O,3,等原料。,對于同質多,晶,晶體原料，,顯,顯然各種晶,型,型體的性能,各,各不相同；,但,但是，無論,哪,哪種原料，,穩(wěn),穩(wěn)定的高溫,型,型晶體的性,能,能最優(yōu)良。,1.2,原料的預燒,一、預燒的,作,作用,對于,ZrO,2,：,四方相轉變,為,為單斜相非,常,常迅速，,引,引起很大的,體,體積變化，,易,易使制品開,裂,裂。,通過預燒，,并,并在氧化鋯,中,中加入某些,氧,氧化物,(,如,CaO,、,MgO,、,Y,2,O,3,等,),能形成穩(wěn)定,立,立方固溶體,，,，不再發(fā)生,相,相變，這種,氧,氧化鋯稱為完全穩(wěn)定氧,化,化鋯,(FSZ),，其力學性,能,能低，抗熱,沖,沖擊性差,.,若減少加入,的,的氧化物數(shù),量,量，使部分,氧,氧化鋯以四,方,方相的形式,存,存在，而大,部,部分氧化鋯,以,以等軸相存,在,在，即只使,一,一部分氧化,鋯,鋯完全穩(wěn)定,，,，所以稱其,為,為,部分穩(wěn)定氧,化,化鋯,(PSZ),。,由于四方相,向,向單斜相的,轉,轉變可通過,應,應力誘發(fā)產(chǎn),生,生，故當受,到,到外力作用,時,時，這種相,變,變將吸收能,量,量而使裂紋,尖,尖端的應力,場,場松弛，增,加,加裂紋擴展,阻,阻力，從而,可,可大幅度提,高,高陶瓷材料,的,的韌性。因,此,此,PSZ,比,FSZ,更有利于保,證,證氧化鋯制,品,品的力學性,能,能。,單斜型,四方型,等軸型,1000,2300,V=79%,5.68,6.10,6.09,1.2,原料的預燒,一、預燒的,作,作用,1,、穩(wěn)定有利,的,的晶型。,對于,TiO,2,：,對于,Al,2,O,3,：氧化鋁陶,瓷,瓷的生產(chǎn)，,其,其最初原料,都,都是工業(yè)氧,化,化鋁（,-Al,2,O,3,）,使用前必須,經(jīng),經(jīng)過預燒，,使,使之轉變?yōu)?-,Al,2,O,3,。,板鈦礦,銳鈦礦,金紅石,650,915,4.244.27,3.843.90,3.904.00,d=,氧化鈦原料,是,是否預燒，,要,要根據(jù)其用,途,途和用量而,定,定。生產(chǎn)含,鈦,鈦電容器陶,瓷,瓷時，希望,其,其中的,TiO,2,都以金紅石,相,相存在，故,原,原料須預燒,。,。,-Al,2,O,3,-Al,2,O,3,950,V=,14.3%,1.2,原料的預燒,一、預燒的,作,作用,2),改變原料的,物,物性或某種,特,特殊結構。,如,如石英硬度,大,大，不易粉,碎；滑石具,有,有片狀結構,，,，易造成顆,粒,粒定向排列,；,；生,ZnO,量多時,易造成縮釉,；,；調節(jié)坯料,的,的可塑性，,將,將部分強塑,性,性粘土預燒,。,。,3),可消除部分,雜,雜質，提高,原,原料純度。,二、預燒溫,度,度,原料種類,預燒溫度（）,備 注,粘 土,700 900,石 英,900 1000,預燒后急冷,滑 石,13501450,氧化鋅,1250,工業(yè)氧化鋁,13001600,常添加,0.33%,的,H,3,BO,3,等穩(wěn)定劑,氧化鈦,12501300,溫度不能太高，且須保證氧化氣氛,氧化鋯,1500,須加入適當穩(wěn)定劑,1.陶瓷和,耐,耐火材料原,料,料預燒的目,的,的有哪些？,普,普通陶瓷生,產(chǎn),產(chǎn)過程中哪,些,些原料在何,情,情況下需要,預,預燒；2.,試,試寫出陶瓷,塑,塑性坯料制,備,備的工藝流,程,程。,第二章 坯,釉,釉料制備,一、塑性坯,料,料制備流程,2.1,坯料制備工,藝,藝流程,流程,1:,利用瓷石粉,和,和高嶺土不,子,子直接配料,加,加工,高嶺土不子,的,的制備流程,：,：,塑性坯料制,備,備流程的兩,種,種情況：,情況,A,硬質原料單,獨,獨干法細碎,，,，細度達到,325,目以上；再,與,與高嶺土配,料,料,化漿。,一、塑性坯,料,料制備流程,流程,1:,利用,瓷,瓷石,粉,粉和,高,高嶺,土,土不,子,子直,接,接配,料,料加,工,工,情況,B,硬質,原,原料,和,和高,嶺,嶺土,先,先稱,量,量配,料,料，,再,再一,起,起干,法,法細,碎,碎，,然,然后,化,化漿,。,。,流程,1,的特,點,點：,1,）不,用,用球,磨,磨，,減,減少,設,設備,，,，節(jié),約,約電,耗,耗，,節(jié),節(jié)省,投,投資,費,費用,。,。,2,）原,料,料生,產(chǎn),產(chǎn)專,業(yè),業(yè)化,，,，有,利,利于,提,提高,和,和保,證,證原,料,料質,量,量，,對,對瓷,廠,廠穩(wěn),定,定產(chǎn),品,品質,量,量有,利,利。,3,）雷,蒙,蒙粉,中,中含,鐵,鐵量,較,較高,，,，生,產(chǎn),產(chǎn)上,要,要加,強,強除,鐵,鐵。,一、,塑,塑性,坯,坯料,制,制備,流,流程,流程,1,的特,點,點：,4,）雷,蒙,蒙粉,顆,顆粒,級,級配,不,不合,理,理，,泥,泥料,可,可塑,性,性不,好,好。,5,）由,于,于硬,質,質原,料,料和,軟,軟質,原,原料,密,密度,、,、硬,度,度相,差,差較,大,大，,混,混合,雷,雷蒙,細,細碎,時,時，,易,易使,同,同一,批,批混,合,合雷,蒙,蒙粉,中,中前,后,后組,成,成相,差,差大,。,。,6,）雷,蒙,蒙機,粉,粉碎,時,時粉,塵,塵大,，,，除,塵,塵要,求,求高,。,。,流程,2:,硬質,料,料單,獨,獨干,法,法中,碎,碎，,軟,軟、,硬,硬質,料,料一,起,起濕,法,法細,碎,碎,流程,2,的特,點,點：,1,）坯,料,料混,合,合的,均,均勻,性,性好,，,，顆,粒,粒級,配,配比,較,較合,理,理，,細,細顆,粒,粒較,多,多，,可,可塑,性,性相,對,對提,高,高。,2,）各,種,種原,料,料均,能,能較,好,好地,被,被細,碎,碎，,細,細碎,工,工藝,的,的適,應,應性,強,強。,3,）球,磨,磨效,率,率較,低,低，,不,不便,于,于連,續(xù),續(xù)化,生,生產(chǎn),，,，電,耗,耗大,，,，投,資,資費,用,用較,高,高。,4,）中,碎,碎采,用,用干,法,法輪,碾,碾或,雷,雷蒙,機,機粉,碎,碎，,粉,粉塵,大,大，,除,除塵,設,設備,投,投入,大,大。,流程,2:,硬質,料,料分,別,別單,獨,獨干,法,法中,碎,碎，,軟,軟、,硬,硬質,料,料一起,濕,濕法,細,細碎,粉料,一、,塑,塑性,坯,坯料,制,制備,流,流程,流程,3:,硬質,料,料分,別,別單,獨,獨粗,碎,碎，,軟,軟、,硬質,料,料,一起濕法,中,中細,碎,碎,石英,長石,硬質粘土,軟質粘土,煅燒洗選,洗選,揀選,揀選,粗碎,粗碎,粗碎,稱量,濕法輪碾,過篩除鐵,漿池攪拌,漿泵輸送,球磨機,過篩除鐵,漿池攪拌,噴霧干燥制粉,粉料過篩,漿粉混合制泥,壓濾榨泥,泥料粗練,泥料陳腐,精練,塑性泥料,特點,：,：干法,配,配料,準,準確,，,，中,碎,碎無,粉,粉塵,產(chǎn),產(chǎn)生,。,。但,軟硬,質,質料,同,同時,入,入磨,細,細碎,會,會在,一,一定,程,程度,上,上影,響,響球,磨,磨效,率,率。,一、,塑,塑性,坯,坯料,制,制備,流,流程,流程,4:,硬質,料,料干,法,法中,碎,碎、,濕,濕法,細,細碎,，,，粘,土,土化,漿,漿后,配,