陶瓷窑炉干燥技术

谈谈干燥技术在陶瓷生产中的应用

摘要：陶瓷干燥技术一般采用热风烘干技术，能源来源方式有天然气燃烧，煤炭燃烧及电炉等三种方式，但是其干燥周期长而致资金周转慢，均匀性稍差，并且干燥窑炉占地面积大，能耗较大。

关键词：干燥技术、陶瓷胚体、生产应用

前言

一、干燥技术的原理及特点

干燥技术是采用加热、降温、减压或其他能量传递的方式使物料的湿分产生挥发、冷凝、升华等相变过程与物料分离已达到去湿目的的。干燥过程包括传热和传质两个相互的过程：传热过程中热空气将热量传递给物料，用于汽化其中的水分并加热物料；传质过程物料中的水分蒸发并迁移到热空气中，使物料中水分逐渐降低，得到干燥。

二、干燥过程可分为三个阶段

第一阶段是干燥过程中最主要的阶段，此阶段排出大量水分，在整个阶段中，排出速度始终是恒定的，故称等速干燥阶段。在此阶段中，水分的蒸发仅发生在坯体表面上，干燥速度等于自由水面的蒸发速度，故凡足以影响表面蒸发速度的因素都可以影响干燥速度。因此，在等速干燥阶段中，干燥速度与坯体的厚度（或粒度）及最初含水量无关。而与干燥介质（空气）的温度、湿度及运动速度有关。

第二阶段是降速干燥阶段，随着干燥时间的延长，或坯体含水量

的减少，坯体表面的有效蒸发面积逐渐减少，干燥速度逐渐降低。此时，水分从表面蒸发的速度超过自坯体内部向表面扩散的速度，因此干燥速度受空气的温度、湿度及运动速度的影响较小。水分向表面扩散速度取决于含水量、坯体内部结构（毛细管状况）、水的粘度和物料性质等。通常非塑性和弱塑性料水分的内扩散作用较强。粗颗粒比细颗粒的强，水的温度越高，扩散也越容易。

第三阶段干燥速度逐渐接近零，最终坯体水分不再减少。当空气中干球温度小于100℃时，此时保留在坯体中的水分称为平衡水分。这部分水分被固体颗粒牢固地吸附着。平衡水分的多少，取决于物料性质、颗粒大小和干燥介质的温度与相对湿度。

三、干燥技术分类

按干燥制度是否进行控制可分为，自然干燥和人工干燥，由于人工干燥是人为控制干燥过程，所以又称为强制干燥。

按干燥方法不同进行分类，可分为：

①对流干燥，其特点是利用气体作为干燥介质，以一定的速度吹拂坯体表面，使坯体得以干燥。

②辐射干燥，其特点是利用红外线、微波等电磁波的辐射能，照射被干燥的坯体使其得以干燥。

③真空干燥，这是一种在真空（负压）下干燥坯体的方法。坯体不需要升温，但需利用抽气设备产生一定的负压，因此系统需要密闭，难以连续生产。

④联合干燥，其特点是综合利用两种以上干燥方法发挥它们各自

的特长，优势互补，往往可以得到更理想的干燥效果。

还有一些干燥方法，按干燥制度是否连续分为间歇式干燥器和连续式干燥器。连续式干燥器又可按干燥介质与坯体的运动方向不同分为顺流、逆流和混流：按干燥器的外形不同分为室式干燥器、隧道式干燥器等。

四、影响干燥时间的因素

（1）物料的性质和结构。如对粘土砖来说干燥时间与配料中结合粘土的性质和加入量以及熟料的颗粒组成有关。配料中结合粘土的可塑性越强，加入量越多，颗粒组成越细时，干燥越困难；

（2）砖坯的形状和大小。砖坯的单位质量越大，形状越复杂，干燥越要缓慢进行；

（3）坯体最初含水量和干燥后残余水分；

（4）干燥介质的温度、湿度和流速；

（5）干燥介质在干燥器中的温度降，温度降越小，则干燥的平均温度越高，干燥过程进行得越均匀，与此相应，干燥时间也将缩短，但干燥介质出干燥器的温度越高，干燥过程的热量消耗也越大；

（6）干燥器的构造良好，密封情况和操作情况也对干燥时间有很大影响。

调节干燥过程的方法，是改变干燥剂的温度、湿度、流速和干燥时间。这些参数互相间的关系也很复杂，所以，对于各种不同制品的干燥是通过实验来确定的。

五、陶瓷干燥技术的展望

这些年来干燥工艺的最大进步就是由不可控的自然干燥走向可控的强制干燥，但并没有很大的动作或实质性突破性的进展。陶瓷生产干燥的许多问题在等待解决。作为视点有几个想法：

１、现在能源太紧张了，多少年来有人想搞不用烧成的陶瓷生产，应该鼓励探讨，但估计难度颇大。倒不如先对低水分成型工艺进行探索，例如粉料水分降至１－２％能完成成型的话，一些生产线的干燥器便可以和烧成窑适当对接，坯体的干燥耗能大大降低，色差变形等一些问题有可能得到较好的解决。即综合效益是很大的。

２、太阳能的利用在干燥技术上会有很好的前景。

３、由于国内很通行余热干燥工艺，热利用效率和环保必须引起重视。

４、干燥器设计水平必须跟上，过去一些干燥紧凑、热利用好、少占土地等优势要发挥。