无机材料工艺原理04坯料制备.ppt

1,坯 料 制 备,2,本部分讲授内容,坯料类型及总体质量要求 坯料制备总过程 可塑坯料制备 注浆坯料制备 压制坯料制备 示例：坯料制备 预测：某厂坯料制备流程,3,坯料类型及总体质量要求,定义：无机非金属材料原料经过配料和加工后，得到的多成分混合物称为坯料。坯料制备是无机非金属材料生产中的最重要的工序系列，它既是将各种原料进行粉碎，混合的过程，对后续工艺过程正常进行的起着保证作用。,4,坯料类型及总体质量要求,组成符合工艺要求，正确计量(配料时)，且要防止加工过程中混入杂质；各组分混合均匀(料、水、添加剂)；颗粒大小及级配要符合工艺要求；坯料中所含空气越少起好。,5,坯料类型及总体质量要求,可塑料：水分1825，可生产高、低压电瓷、日用瓷；注浆料：水分2835，可生产卫生瓷、日用瓷及其它形状复杂的无机非金属材料制品；压制料：可分为半干压料和干压料两类，前者水水分为815，后者为37，可用于生产电子无机非金属材料、建筑瓷、特种无机非金属材料等。,6,坯料制备总过程,原料的准备与采购，根据原料的形态决定下一步的加工工艺；原料的混合与粉磨；泥浆的除铁、过筛和搅拌；泥浆的脱水；陈腐和练泥,7,坯料制备总过程粉磨设备的选择,原料的物性：硬度，脆性，含水率，块度等；粉碎比，能否达到所要求的粒度和颗粒组成；粉碎机械的性能，如能耗大小，生产能力，耐久性，操作维修是否方便；粉碎过程中是否会带入杂质；粉碎作业的组合：如粗碎，中碎，细碎机械的组合，破碎机械与筛分设备的组合，粉磨机械与分级设备的组合。,8,坯料制备总过程粉磨设备的选择,问题：陶瓷生产中选择球磨机应着重考虑哪些方面？,9,坯料制备总过程粉磨设备的选择,陶瓷用的球磨机的选用球磨机内衬要耐用，但不能带进铁质；研磨体不能带进铁质；大小定型产品，而不要有非标产品。,10,坯料制备总过程泥浆的除铁,铁质种类：一次铁质（原矿中夹带杂质）和二次铁质（原料在开采加工过程中或由回坯泥混入的各种含铁杂质）。,11,坯料制备总过程除铁的工艺,泥浆的除铁方法普遍采用磁选法，常用的泥浆除铁器删格式、槽式和过滤式三种。,12,13,坯料制备总过程泥浆的过筛,控制坯料细度，保持泥浆的均匀，除去粉磨过程中未能粉碎的粗粒原料和碎的研磨体 除去有害杂质,振动筛,14,15,16,坯料制备总过程泥浆的过筛,泥浆过筛通常采用的筛子有两类：滚筒筛和振动筛。,滚动筛,17,坯料制备总过程-泥浆的混合和搅拌,成型中有大量的坯料成为回泥，坯件的损失率高，因此，回坯泥的处理给予特别的重视。,18,19,坯料制备总过程泥浆的脱水,压滤脱水法：间歇操作，只能将泥浆含水率降至20左右喷雾干燥法：连续式的脱水工艺，喷雾干燥可使泥料水分降至4以下，,20,21,22,坯料制备总过程压滤脱水法,影响压滤效率的因素 压力大小 加压方式 泥浆温度 泥浆比重 泥浆性质 电解质,23,坯料制备总过程喷雾干燥法,喷雾干燥过程 泥浆的输送 热源的发生 热气流的供给 雾化和干燥 废气分离 干粉的收集,24,坯料制备总过程喷雾干燥法,影响喷雾干燥的因素泥浆比重和进浆量 进塔热气温度和排出废气温度 热空气和物料的流向形式 雾化压力和离心盘转速,25,坯料制备总过程泥料的陈腐,经脱水后的泥并或经粗练后泥料在一定的温度和湿度的环境中放置一段时间，这个过程称为陈腐,26,坯料制备总过程陈腐的主要作用,通过毛细管的作用使泥料中水分更加均匀分布；粘土颗粒充分水化和离子交换，提高坯料的可塑性；发生一些氧化与还原反应，还可能有生物作用；注浆成型用的泥浆经过陈腐，粘土和电解质溶液间离子交换充分，促使泥浆粘度降低，流动性改善。,27,28,坯料制备总过程真空练泥,练泥是无机非金属材料生产中关键工序之一，它既是坯料制备的最后一道工序，又是坯件成型的最前一道工序，练泥的质量对坯件和产品的性能影响很大,29,坯料制备总过程真空练泥,30,坯料制备总过程真空练泥,31,坯料制备总过程真空练泥,32,33,坯料制备总过程真空练泥的作用,排除泥料中的气体；改善泥料性能；选用合理的练泥机结构和工艺参数，可破坏或减少泥料颗粒的定向排列，提高半成品和成品的合格率；可得到不同规格的泥段（毛坯）。,34,真空练泥对产品性能的影响,坯料制备总过程真空练泥,35,影响练泥质量的因素,加入泥饼的水分 温度的影响 加泥速度 真空度 练泥机的结构,坯料制备总过程真空练泥,36,坯料颗粒定向排列对瓷性能的影响,坯料制备总过程真空练泥,37,挤制泥段结构特征：,在泥段的径向上仍呈现螺旋形的分层结构；泥段在径向上致密度不一致，在轴向上的收缩大小基本上呈抛物线分布；泥料在挤制过程中将产生颗粒定向排列。,坯料制备总过程真空练泥,38,常见的泥段缺陷,分层和开裂 弯曲变形 偏心 气孔,坯料制备总过程真空练泥,39,坯料制备总过程真空练泥,40,坯料制备总过程真空练泥,41,坯料制备总过程真空练泥,42,泥料径向分层错动示意图,坯料制备总过程真空练泥,43,可塑坯料制备,主要流程系列：硬质、软质原料共同湿法细磨 将硬质料湿碾后入球磨 化浆配料入球磨 化浆过筛 坯料制备新工艺,44,可塑坯料制备,硬质、软质原料共同湿法细磨：将各种原料一并入球磨，研磨混合配料湿法球磨过筛除铁浆池压滤脱水粗练陈腐真空练泥送成型优点：干法重量配料比较准确，流程简单。缺点：球磨效率低。问题：成型中回收的废泥应加在哪个工序 中？,45,可塑坯料制备,硬质、软质原料先后入磨法先将难磨料（硬质料）入球磨，粉磨一段时间，然后加入易磨料（软质）优点：球磨效率高。,46,可塑坯料制备,将硬质料湿碾后入球磨将硬质原料经粗、中碎后与少量粘土配合，加水在轮碾机中进行湿碾，过筛后用泵送入球磨。优点：缩小入磨粒度，提高球磨效率，减少粉尘污染。,47,可塑坯料制备,化浆配料入球磨软质料电子秤吊桶化浆一次计量二次计量硬质料电子秤吊桶化浆搅拌混合泵球磨过筛除铁浆池压滤脱水粗练陈腐真空练泥送成型优点：减少粉尘，易机械配料，球磨效率高缺点：流程复杂，原料必须是粉料,48,可塑坯料制备,化浆过筛：将原料化浆过筛、除铁、脱水，不经球磨；原料化浆过筛除铁压滤脱水粗练陈腐真空练泥送成型优点：节省能耗，简化流程，减少占地面积，缩短生产周期。缺点：由于对原料细度要求高，对生产高强瓷不适宜。,49,可塑坯料制备,坯料制备新工艺：天然原料加工专业化和质量标准化；采用喷雾干燥代替压滤脱水；采用电子计算机配料及控制。,50,可塑坯料制备,国外坯料制备情况 日本日本对原料要求很严格，非常注重原料的研究工作，他们认为没有标准化的原料，就谈不上后续工序的产品品质。所有原料都按标准精制，并分为高级、中级、低级，按质论价。日本多数无机非金属材料厂所用原料都由原料专业厂供应，原料进厂经检验符合标准后即可根据配方称量投入球磨机进行球磨。严格控制泥料的细度、水分、泥料的软硬，每天都要对坯泥的上述工艺参数进行检验。,51,可塑坯料制备,52,可塑坯料制备,日陶无机非金属材料原料检验内容 原料性状包括色泽，PH值，粘度；粒度分布，水簸分析，沉降分析；化学组成，化学分析，示性分析；矿物组成，热分析；烧成性状，呈色、烧结状态、收缩率；耐火度。,53,可塑坯料制备,国外坯料制备情况英国英国坯料制备过程是先将各种原料粉碎到要求的细度，再分别化成一定密度的泥浆，按泥浆的体积进行配比，达到按物料干基质量配比的要求。各种泥浆都汇到混合池进行搅拌混合，经过筛除铁后再将浆料存放贮存池内。经过压滤、真空练泥处理，以得到满足成形工艺要求的坯料。,54,55,可塑坯料制备,国外坯料制备情况美国原料都是专业厂加工好的袋装瓷土粉（有单料粉也有配合粉），解袋入池加水化浆搅拌、过筛（250目）、除铁（1T）、榨泥、真空练泥，供滚压成形用的塑性泥含水量20。袋装粉料入厂后分别贮存在25m高的圆形料仓中，然后根据坯料配方，由电脑控制，通过管道，按配方量用气压送入球磨机细粉碎，再经过筛、除铁、压滤、真空练泥。整个工序干净、无噪音、无粉尘，许多工序环节被机器代替。在同一台机器上挤制的泥段呈黄、绿、白三种颜色，回头泥不混入。,56,注浆坯料制备,注浆坯料的质量要求：流动性好，注浆时容易充满模具的各部位 浆料中固体能长期悬浮不致沉淀 触变性小，有利输送和储存 有一定的滤水性和浇注速度 在保证流动性的同时，浆料水分含量愈少愈好,57,注浆料的制备,58,压制坯料的制备,泥饼干燥打粉法 干法细磨与混合法 喷雾干燥法,59,示例：坯料制备,某电瓷厂制泥工艺流程简图,60,某电瓷厂制釉流程简图,示例：坯料制备,61,想一想 陶瓷厂为什么要有这么多的流程？省一些流程行不行，应以什么为依据？,示例：坯料制备,62,想一想 某厂应采用什么样的坯料制备流程？应以什么为依据？,预测：某厂坯料制备流程,63,预测：某厂坯料制备流程,湿法化浆 二次计量 球磨混合 新旧浆混合 过筛除铁 荒练陈腐 送真空练泥机,64,预测：某厂坯料制备流程,作业：某厂以可塑法成型，其回泥率为65%，为完成生产任务，需每天加工新料量15吨，试确定坯料制备的工艺过程，并大致估计要多大的车间面积，谈谈你的依据。,