第八章坯体的干燥.

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第八章干燥

一、影响干燥速度的因素二、确定干燥介质参数的依据
一、影响干燥速度的因素 1、影响内扩散的因素、
热湿传导：温度差引起的水分沿温度梯度方向扩散。热湿传导：温度差引起的水分沿温度梯度方向扩散。热端冷端内扩散形式湿传导：湿度差引起的水分沿湿度方向的扩散。湿传导：湿度差引起的水分沿湿度方向的扩散。湿端干端
第八章
8.1 干燥过程
坯体的干燥
8.2 干燥制度的确定 8.3 干燥方法
干燥的目的：排除坯体中的水分，干燥的目的：排除坯体中的水分，同时赋予坯体一定的干燥强度，定的干燥强度，满足搬运以及后续工修坯、粘结、施釉）的要求。序（修坯、粘结、施釉）的要求。
8.1 干燥作用与干燥过程
一、坯体中水分的类型及结合形式
四、坯体干后性质的影响因素
1）与后续工序的关系）要求干坯强度高最终含水率一定程度上决定坯体的气体率和干坯强度水分过高会降低生坯强度，窑炉效率， ①水分过高会降低生坯强度，窑炉效率，施釉后难以达到要求的釉层厚度。到要求的釉层厚度。 ②水分过低则会在大气中吸湿，产生表面裂纹，浪费干水分过低则会在大气中吸湿，产生表面裂纹，燥能量。燥能量。一定的气孔率可保证釉料能粘在坯体上渗透性则保证施釉后坯体内外成分均匀
2、影响外扩散的因素、
表面水分汽化，向介质扩散。表面水分汽化，向介质扩散。表面水蒸气分压与介质分压差）（表面水蒸气分压与介质分压差）相关因素：干燥介质、生坯的温度；相关因素：干燥介质、生坯的温度；干燥介质的流速、方向。干燥介质的流速、方向。
3、其它因素、
1）干燥方式；）干燥方式； 2）坯体厚度和形状） 3）干燥设备的结构以及坯体放置位置是否合理。）干燥设备的结构以及坯体放置位置是否合理。

砖坯干燥原理及应用

砖坯干燥原理及应用砖坯干燥是指在制砖过程中，将新制作的砖坯进行干燥，以去除砖坯中的水分，使砖坯具备一定的强度和稳定性。

干燥的目的是为了减少砖坯在高温下烧成时的能耗和时间，提高砖坯的质量和生产效率。

砖坯的干燥原理与方法有多种，下面将详细介绍。

砖坯干燥的原理主要是通过热力传导、热对流和热辐射形式使砖坯中的水分蒸发，达到干燥的效果。

热力传导是指砖坯与干燥介质（通常是热风）接触后，砖体内的水分受热传导而引发蒸发。

热对流是指热风通过与砖坯接触后，使空气中的水分蒸发。

热辐射是指干燥过程中，砖体辐射出的热能也能够吸收水分，从而加速砖坯的干燥过程。

砖坯干燥的方法有多种，一般分为自然干燥、太阳能干燥和人工干燥三种。

自然干燥是指将新制作的砖坯摆放在通风良好的场地中，依靠自然环境中的风力和太阳能进行干燥。

这种方法的优点是成本低，无需额外能源投入，但干燥时间较长，砖坯质量和生产效率较低。

太阳能干燥是指利用太阳能照射和热辐射的能量进行干燥。

太阳能干燥主要有两种方式，即日光干燥和太阳能干燥器干燥。

日光干燥是指将砖坯摆放在有日光直射的地方，利用太阳能的热辐射和照射对砖坯进行干燥。

太阳能干燥器干燥是通过太阳能集热器将太阳能转化为热能，然后通过风机将热风送入干燥室，对砖坯进行干燥。

太阳能干燥的优点是节能环保，但依赖于天气条件，夜间和雨天无法进行干燥。

人工干燥是通过燃煤、燃油、燃气等能源进行干燥。

人工干燥主要有两种方式，即间歇干燥和连续干燥。

间歇干燥是指将砖坯摆放在干燥室中，通过加热和通风换气的方式对砖坯进行干燥。

连续干燥是指将砖坯放在循环干燥室中，干燥室内的热风不间断地对砖坯进行干燥。

人工干燥的优点是灵活可控，干燥时间短，但能源消耗较大，会产生一定的污染。

砖坯干燥在制砖生产中具有重要应用价值。

首先，干燥能提高砖坯的强度和稳定性，减少砖体在高温下烧成时的开裂和变形。

其次，干燥能减少砖体烧成时的能耗和时间，提高了砖体的生产效率和经济效益。

陶瓷坯料干燥

干燥定义：受热体水分（或液体）减少到使用标准为止的过程（广义）
水分（或液体）的加热蒸发过程（狭义）
干燥技术的基本要求：干燥速度快；节能；无污染
O→A 升速干燥阶段，收缩很小。

A→B等速干燥阶段收缩较大。

B → C降速干燥阶段，收缩—基本不收缩C→D平衡阶段干燥速度为0
▪B点称为临界点
▪C点平衡状态点
干燥速度取决与内部扩散速度和表面汽化速度两个过程
自然对流干燥：以空气(大气)作为干燥介质，由于空气密度不同而引起对流，进行干燥。

热空气干燥——强制对流干燥：采用强制通风手段，利用具有一定流速的热空气吹拂欲干燥的坯体表而，使其得到干燥的方法。

（1）间歇式室式干燥室（室式烘房（2）连续式干燥干燥缺陷：变形、开裂
产生缺陷的本质原因：干燥→颗粒表面自由水膜变薄→颗粒之间靠近→发生收缩；在收缩过程中，坯料部分颗粒的取向性排列→收缩的各向异性→产生内应力
解决干燥缺陷的措施：
1 坯体配方稳定；
2 控制水分；
3 成形按规程，且均匀、合理；
4 边缘隔湿处理；
5 双面干燥；
6 控制干燥制度；
7 加强质量监控；
8 产品形状设计合理。

驾驭介质运动强化坯体干燥

允许的最大蒸发强度等因素确定。
技术的快速提高，烧窑的产量得到大幅度增长。焙
拿某页岩砖厂９．ｍ×２ｍ隧道窑来说，９３年２８４．５１９
值得一提的是，的砖厂采用一条与坯体性能有
不相应适的模糊干燥制度。该快速干燥的区段未快
５
年利润
５万元４
．
每方售价按２０元，块为４４５每６元。４６元／一．２元，＝．块３５块０９４元／ ×（０块３０个生产日 ×１５０２００块）５．＝３２５万元。
豳
＇
干燥废品也不少。
只有驾驭好介质运动，才能强化干燥，缩短干燥周期，提高干燥工序产量，同时，还能节省热能。须知，慢速干燥必然导致损失热量的增加。而盲目强化干燥又会产生大量废品，果是欲速不达，结得不偿失。砖瓦技术人员应该像寻求制品最佳焙烧曲线一样，寻求坯体的最佳干燥曲线。现就我国多数砖厂采用的隧道干燥室如何强化坯体干燥谈些看法。
碎石／屑石
小汁
２模具费
２７．３
ＯＯ．８
设计标号１０号１３
使用３万次１００８００块
３
４
人员：资Ｉ：
运费
０
．２ Biblioteka Ｏ单班需管理１，人设备操作１、人维修１，人搅拌１、人配料４人，送板１、人运砖４人、转板１、人转砌块４人浇水１、聚苯１，２人，人插人１班产５０（产Ｉ５０００块月２００块）人均１０，２０元，（５０元）月２２０。

陶瓷工艺学课程教学大纲

《陶瓷工艺学》课程教学大纲一、《陶瓷工艺学》课程说明（一）课程代码：08131021（二）课程英文名称：Ceramic Technology（三）开课对象：材料物理专业（四）课程性质：《陶瓷工艺学》是材料物理专业的一门专业方向选修课。

本课程的目的在于介绍陶瓷体的制备工艺、性质和应用。

（五）教学目的通过陶瓷工艺学的教学，使学生了解陶瓷技术的发展历史和在现代化建设中的作用，掌握陶瓷的制备工艺过程和技术，掌握陶瓷体的显微结构和性质，了解陶瓷在装饰等方面的应用，熟悉陶瓷制品的缺陷及分析方法。

（六）教学内容本课程主要包括原料、坯料、釉料、显微结构与性质、原料的处理、坯釉料制备、成形与模具、坯体的干燥、粘接、修坯与施釉、烧成与窑具、陶瓷装饰、陶瓷制品缺陷及其分析等几个部分。

通过教学的各个环节使学生达到各章中所提的基本要求。

（七）教学时数教学时数：72学时学分数：4学分教学时数具体分配：（八）教学方式以多媒体教学手段为主要形式的课堂教学。

（九）考核方式和成绩记载说明考核方式为闭卷考试。

严格考核学生出勤和作业情况，达到学籍管理规定的旷课量取消考试资格。

综合成绩根据平时成绩和期末成绩评定，平时成绩占40% ，期末成绩占60% 。

二、讲授大纲与各章的基本要求第一章原料教学要点：通过本章的教学使学生：1 了解陶瓷原料的概况和分类2 了解粘土的成因与分类；掌握粘土地工艺性质和加热变化；了解粘土在陶瓷生产中的作用，了解我国的粘土原料情况3 了解石英的种类和性质，掌握石英的晶型转化，了解石英在陶瓷生产中的作用4 了解长石的种类和一般性质，掌握长石的熔融特性，了解长石在陶瓷生产中的作用5 了解其它矿物原料情况教学时数：8学时教学内容：第一节原料分类一、概述二、原料分类第二节粘土类原料一、粘土的成因与分类二、粘土的组成三、粘土的工艺性质四、粘土的加热变化五、粘土在陶瓷生产中的作用六、我国的粘土原料第三节石英类原料一、石英的种类和性质二、石英的晶型转化三、石英在陶瓷生产中的作用第四节长石类原料一、长石的种类和一般性质二、长石的熔融特性三、长石在陶瓷生产中的作用第五节其它矿物原料一、含碱硅酸铝类二、碱土硅酸盐类原料三、碳酸盐类四、钙的磷酸盐类五、高铝质矿物原料六、锆英石七、工业废渣第六节陶瓷原料的标准化考核要求：1、原料的概述和分类（了解）2、粘土的成因与分类（识记）；粘土组成、工艺性质（识记）；粘土的加热变化（领会）；粘土在陶瓷生产中的作用以及我国的粘土原料情况（了解）3、石英的种类和性质（识记）；石英的晶型转化（领会）；石英在陶瓷生产中的作用（了解）4、长石的种类和一般性质（识记）；长石的熔融特性、长石在陶瓷生产中的作用（领会）5、含碱硅酸铝类等其它矿物原料（了解）第二章坯料教学要点：通过本章的教学使学生：1 了解坯料的类型；掌握坯料的配料的依据2 掌握坯料配料的计算方法3 了解坯料的成形性能4 掌握坯料添加剂的种类、作用教学时数：8学时第一节坯料的类型一、瓷器坯料二、精陶坯料三、其它陶瓷器坯料第二节配料的依据第三节配料计算一、配料组成的表示方法二、配料计算第四节坯料的成形性能一、可塑泥团的成形性能二、泥浆的成形性能三、压制用分料的成形性能第五节调整坯料性能的添加剂一、添加剂的种类二、解凝剂的作用三、塑化剂的构成四、有机粘合剂的性能考核要求：1、坯料的类型（识记）；坯料配料的依据（领会、应用）2、坯料配料的计算方法（领会、应用）3、坯料的成形性能（识记）4、坯料添加剂的种类、作用（识记）第三章釉料教学要点：通过本章的教学使学生：1 了解釉的作用、特点及性质2 了解釉的种类、制釉氧化物3 掌握确定釉配方的依据4 掌握釉料配方的计算5 掌握釉层形成过程的反应6 了解釉的析晶过程、影响因素7 掌握坯釉的适应性教学时数：8学时第一节釉的作用及特点一、釉的作用二、釉的特点和性质第二节釉的分类、制釉氧化物一、釉的种类二、制釉氧化物第三节确定釉配方的依据一、釉配方的物理化学基础二、釉料配方的配制原则三、釉料配方的确定第四节釉料配方的计算一、釉料的表示方法二、釉式的计算三、釉料配方的计算第五节釉层形成过程的反应一、釉料在加热过程中的变化二、釉层冷却时的变化三、釉层内的气泡第六节釉的析晶一、釉熔体的析晶二、影响釉熔体析晶的因素三、析晶对釉面光学性质的影响第七节坯釉适应性一、膨胀系数对坯釉适应性的影响二、中间层对坯釉适应性的影响三、釉的弹性、抗张强度对坯釉适应性的影响四、釉层厚度对坯釉适应性的影响考核要求：1、釉的作用、特点及性质（识记）2、釉的种类、制釉氧化物（识记）3、确定釉配方的依据（领会、应用）4、釉料配方的计算（领会、应用）5、釉层形成过程的反应（识记）6、釉的析晶过程、影响因素（识记、领会）7、坯釉的适应性（领会）第四章显微结构与性质教学要点：通过本章的教学使学生：1 了解陶瓷坯体的显微结构2 了解釉层的显微结构3 掌握釉层的物理化学性质4 掌握陶瓷性能的控制方法教学时数：8学时第一节陶瓷坯体的显微结构一、显微结构的构成二、工艺因素对显微结构的影响第二节釉层的显微结构一、透明釉二、乳浊釉三、结晶釉四、无光釉五、高温颜色釉六、半导体釉第三节釉层的物理化学性质一、釉的熔融温度范围二、粘度与表面张力三、热膨胀性与弹性四、白度、光泽度与表面硬度五、力学强度与表面硬度六、化学稳定性七、介电性质第四节陶瓷性能的控制一、陶瓷强度的控制二、陶瓷光学性能的控制三、陶瓷介电性质的控制考核要求：1、陶瓷坯体的显微结构（识记）2、釉层的显微结构（识记）3、釉层的物理化学性质（识记、领会）4、陶瓷性能的控制方法（领会、应用）第五章原料的处理教学要点：通过本章的教学使学生：1 掌握原料的精选方法，了解水的性质对坯料、制品性能的影响2 了解原料预烧的作用教学时数：2学时第一节原料的精选一、原料的精选方法二、水的性质对坯料、制品性能的影响第二节材料的预烧一、预烧的作用二、石英、长石、滑石、工业氧化锌、粘土的预烧考核要求：1、原料的精选方法（领会），水的性质对坯料、制品性能的影响（识记）2、原料预烧的作用（领会）第六章坯、釉料制备教学要点：通过本章的教学使学生：1 了解坯料的种类、品质要求2 掌握坯料的制备3 掌握釉料的制备4 了解坯料、釉料制备的主要工序及设备教学时数：6学时第一节坯料的种类和品质要求一、坯料的种类二、坯料的品质要求第二节坯料制备一、塑性坯料制备二、注浆坯料制备三、压制坯料制备第三节釉料制备一、釉料制备的品质要求及控制二、釉料制备第四节坯、釉料制备的主要工序及设备一、原料粉碎二、筛分三、除铁四、泥浆脱水五、陈腐与练泥六、造粒七、熔块熔制考核要求：1、坯料的种类、品质要求（识记）2、坯料的制备（领会）3、釉料的制备（领会）4、坯料、釉料制备的主要工序及设备（识记）第七章成形与模具教学要点：通过本章的教学使学生：1 了解器形的合理设计2 了解成形方法的分类，掌握成形方法的选择3 掌握可塑成形的几种方法4 了解注浆成形方法5 了解压制成形方法6 了解成形模具教学时数：8学时第一节器形的合理设计第二节成形方法的分类与选择一、成形方法分类二、成形方法的选择第三节可塑成形一、滚压成形二、旋压成形三、挤压成形四、车坯成形五、其他成形方法第四节注浆成形一、基本注浆方法二、强化注浆方法三、其它注浆成形方法第五节压制成形一、干压成形二、等静压成形第六节成形模具一、石膏与石膏模二、新型多孔模具三、压制成形用金属模四、挤压成形用模具五、等静压成形模具六、模具的放尺考核要求：1、器形的合理设计（识记）2、成形方法的分类（识记），成形方法的选择（领会、应用）3、可塑成形的几种方法（识记、领会）4、注浆成形方法（领会）5、压制成形方法（领会）6、成形模具（领会）第八章坯体的干燥教学要点：通过本章的教学使学生：1 了解干燥的作用、过程、收缩与变形2 了解影响干燥速度的因素、干燥介质参数的确定3 掌握热空气等几种干燥方法教学时数：4学时第一节干燥作用与干燥过程一、干燥的作用二、干燥过程三、干燥收缩与变形第二节干燥制度的确定一、影响干燥速度的因素二、干燥介质参数的确定第三节干燥方法一、热空气干燥二、工频电干燥三、直流电干燥四、辐射干燥五、综合干燥考核要求：1、干燥的作用、过程、收缩与变形（识记）2、影响干燥速度的因素、干燥介质参数的确定（识记）3、热空气等几种干燥方法（领会）第九章粘接、修坯与施釉教学要点：通过本章的教学使学生：1 掌握粘接与修坯2 掌握施釉的方法教学时数：2学时第一节粘接与修坯一、粘接二、修坯第二节施釉一、釉浆施釉法二、静电施釉三、干法施釉考核要求：1、粘接与修坯（领会）2、施釉的方法（领会）第十章烧成与窑具教学要点：通过本章的教学使学生：1 了解烧成制度与产品性能的关系，掌握制定烧制制度的依据2 了解快速烧成的意义和工艺措施3 了解装窑的要求和方法4 了解窑具的种类、性能要求、制造等教学时数：6学时第一节烧成制度一、烧成制度与产品性能的关系二、制定烧成制度的依据三、烧成制度示例和说明第二节快速烧成一、快速烧成的意义二、快速烧成的工艺措施第三节装窑一、装窑要求二、装窑方法第四节窑具一、窑具种类二、窑具的性能要求三、窑具材质的类型及损坏情况分析四、窑具的制造考核要求：1、烧成制度与产品性能的关系（识记），制定烧制制度的依据（领会、应用）2、快速烧成的意义和工艺措施（识记）3、装窑的要求和方法（识记、领会）4、窑具的种类、性能要求、制造等（识记）第十一章陶瓷装饰教学要点：通过本章的教学使学生：1 了解陶瓷颜料的分类、制造、发色机理以及影响色剂呈色因素2 了解釉上装饰、釉下装饰、釉中彩3 了解颜色釉、艺术釉4 了解坯体装饰，了解铅镉离子溶出原因、影响因素教学时数：6学时第一节陶瓷颜料一、分类二、陶瓷颜料制造三、陶瓷颜料发色机理四、影响色剂呈色因素第二节釉上装饰一、彩绘二、贵金属装饰三、光泽彩四、其他装饰方法第三节釉下装饰一、彩绘二、其他装饰方法第四节釉中彩第五节颜色釉一、低温颜色釉二、高温颜色釉第六节艺术釉一、结晶釉与砂金釉二、无光釉三、碎纹釉四、变色釉五、金属光泽釉第七节坯体装饰一、色坯、斑点、绞胎二、镂空、刻花、堆雕三、化妆土四、渗花第八节釉料、颜料中铅、镉离子的溶出一、溶出原因二、影响因素三、降低铅、镉溶出量的方法考核要求：1、陶瓷颜料的分类、制造、发色机理以及影响色剂呈色因素（识记）2、釉上装饰、釉下装饰、釉中彩（识记）3、颜色釉、艺术釉（识记）4、坯体装饰，了解铅镉离子溶出原因、影响因素（识记）第十二章陶瓷制品缺陷及其分析教学要点：通过本章的教学使学生：1 了解日用陶瓷缺陷分析2 了解墙地砖缺陷分析3 了解卫生陶瓷缺陷分析教学时数：4学时第一节日用陶瓷缺陷分析一、变形二、裂纹三、斑点四、溶洞五、落渣六、粘疤与底沿粘渣七、底足粘脏八、疙瘩与泥渣九、缺泥与磕碰十、起泡十一、针孔与橘釉十二、釉缕十三、缺釉十四、釉面擦伤十五、生烧与过烧十六、烟熏十七、阴黄十八、火刺十九、色脏二十、彩色不正二十一、画面缺陷二十二、饰金缺陷二十三、铅溶出量超标第二节墙地砖缺陷分析一、变形二、裂纹三、夹层四、尺寸偏差五、大小边六、黑心七、色差八、釉面缺陷九、吸湿膨胀性第三节卫生陶瓷缺陷分析一、变形二、裂纹三、斑点四、坑包五、棕眼六、缺釉七、釉缕与釉面波纹八、烟熏考核要求：1、日用陶瓷缺陷分析（识记、领会）2、墙地砖缺陷分析（识记、领会）3、卫生陶瓷缺陷分析（识记、领会）三、推荐教材和参考书目1、《陶瓷工艺学》，李家驹主编，中国轻工业出版社，20012、《日用陶瓷工艺学》，李家驹主编，武汉工业大学出版社，19923、《陶瓷工艺学》，章秦娟主编，武汉工业大学出版社，19974、《陶瓷工艺学》，陆小荣主编，湖南大学出版社，20055、《材料科学与技术丛书(第17卷)-陶瓷工艺》，[英]理查德 J.布鲁克，科学出版社，19996、《先进陶瓷工艺学》，刘维良主编，武汉理工大学出版社，20047、《特种陶瓷工艺学》，李世普, 武汉理工大学出版社，1990。

陶瓷生产技术及设备之坯体的干燥培训课件

•二、电干燥
路漫漫其悠远
•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。
•（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
路漫漫其悠远
•微波是介于高频与远红外线直接的电磁波。其波长 1~1000 mm；频率 300~300 000MHz。 •远红外是介于微波和可见光之间的电磁波，波长 0.75~1000μm, •其中0.75~2.5μm 为近红外，2.5~1000μm 为远红外，而实际应用区域为 2.5~15μm。
陶瓷生产技术及设备之坯体的干燥培训课件
路漫漫其悠远 2020/3/24
4.1 干燥机理及干燥过程
•一、干燥机理
•H2O(l, g)
•H2O(g)
•热风
•外扩散
•内扩散
•坯体
•Heat
•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。
路漫漫其悠远
•二、干燥过程
•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。
•坯体的表面温度、 •含水率、干燥速度
路漫漫其悠远
•Ⅰ
•Ⅱ
•Ⅲ
•Ⅳ
•①
•A •② •③
•D

砖坯的干燥

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砖坯的干燥
崔群星
（河南新安４７１８００）
烧结砖在生产过程中，砖坯的干燥是整个工艺
流程中不可或缺的重要一环，其干燥效果在很大程度上左右着焙烧窑炉的产能和制品的各项性能指
方面分为供热到湿坯窑车的顶端与中途两种结构。供热到头的供热结构适宜页岩、煤矸石类砖坯的干燥，可以较早的供给干燥介质 —— 热风，干燥速度
快而且抗塌坯效果也好一点。供热到干燥室半途
的适宜干燥敏感系数高的砖坯，如：黏土类，因它的早期供热源来自干燥室中后部的潮湿气体，在低温、湿润的环境下让砖坯缓慢受热，逐渐地升温、脱
高，含水率较低、重量较轻的砖坯。在干燥的加热阶段，热介质传递给坯体的热量
温度与湿度的幅度应以季节气温变化或裂纹敏感
性而作适当的调整。排潮分为正压和负压两种形式，正压排潮又分为风机和烟囱两种。烟囱高度在３．５～６．Ｏｍ之间，太低的烟囱抽力偏差，还会使烟气往焙烧窑顶
水，从而降低了砖坯裂纹的几率。低温湿润是指在干燥初期１～６个车位内提供的温度比外界温度高出５—２Ｏ ℃，相对湿度保持在６５％～９０％之间。这个

陶瓷工艺学第八章坯体的干燥

室式干燥、隧道式干燥、喷雾干燥、链式干燥及热泵干燥。 1.1 室式干燥（室式烘房）分类：固定坯架式；活动坯车式。暖气式；热风式；温度湿度可调式。
特点：设备简单，造价低廉，热效率低，干燥周期长。
1.2 隧道式干燥
1—鼓分机 2—总进热风道 3—连通进热风道 4—支进热风道 5—干燥隧道 6—废气排除通道 7—排风机
1.6 热泵干燥基本原理：高温热湿气体经过冷凝换热，排除水分后再加热循环使用。 1.7 脉冲干燥基本原理：墙地砖坯体输送的流动方向的两侧，脉冲利用干热空气来干燥坯体。
2. 工频电干燥
基本原理：将坯体两端加交流电压（相当于并联进入电路），通电后坯体内部发热，蒸发水分干燥。特点：热湿扩散方向与湿扩散方向一致，干燥效率高，质量好，干燥后期耗电量大。适用于大厚制品。
第二节干燥制度的确定
干燥过程各阶段的速度影响速度的参数干燥介质的种类温度、湿度，流量、流速等坯体的性质
1. 影响干燥速度的因素
1.1 影响内扩散的因素热湿传导：温度差引起的水分沿温度梯度方内扩散向扩散。热端冷端形式湿传导：湿度差引起水分沿湿度方向的扩散。湿端干端 1）热湿传导方向与湿传导方向一致性。微波干燥、远红外干燥。
3. 干燥收缩与变形
3.1收缩与变形的原因
干燥颗粒表面自由水膜变薄颗粒之间靠近发
生收缩坯料部分颗粒的取向性排列收缩的各向异性产生内应力
内应力大于塑性状态屈服值时变形
内应力大于或塑性状态的破裂破裂值或弹性状态抗拉强度时开裂
3.2 影响坯体收缩变形的主要因素
1）坯体中粘土性能（颗粒粗细，多少，分布）细，吸附水膜厚，可塑性好，收缩变形大。 2）粘土吸附阳离子的种类 3）坯体的含水率含水率大，收缩大，变形开裂的可能性大。 4）坯体的成形方法与含水率的关系 5）坯体的形状形状复杂、薄厚不匀容易变形开裂。

砖坯的干燥制度

砖坯的干燥制度一干操阶段的划分：由于砖坯中的水份分别以紧紧吸附在顺粒表面形成水膜的吸附水和被挤压积聚在颗粒之间的自由水两种形式存在。

在干燥过程中，自由水首先蒸发排出。

同时，相邻颖粒迅速占自由水排出后的剩余空间而相互靠拢，坯体产生收缩。

由于干燥总是由坯体外层向内逐步进行，收缩也总是外快而内慢，造成内部被外部压紧，外部向内部挤胀，一旦这种压紧和挤胀超过了泥料的弹性系数(1％～2％)，必将胀破坯体表层，产生干燥裂纹。

尤其在千燥的初期阶段，砖坯表层的自由水迅速蒸发，同时内层的自由水依次向表层移动形成内湿外干的湿度梯度，由于这时砖坯本身的含水量较高，其与周围环境的湿度差较大，脱水速度和干燥收缩速度也较快，到本阶段结束，约可脱去其水份的20％～50％，收缩量也将达到其总收缩量的一半，是最容易产生干燥裂纹的危险期，这一阶段常为24～72小时，对干燥敏感性系数大于2的泥料制成的砖坯有时要一周以上。

并均以砖坯表面已均匀变色，触摸时手上没有湿印为本阶段结束的标志。

世界砖瓦网进入干燥的中期阶段后，表层的自由水已基本脱去，砖坯深部的水必须在先扩散到表层以后才能蒸发脱去，砖坯的干燥和收缩度明显减慢。

至本阶段结束时，自由水已基本排完，干燥收缩也基本结束。

这时，紧裹在颗粒表面的吸附水才开始蒸发。

由于吸附水要在挣脱了颗粒约束获得自由以后才能从缝隙中挤到砖坯表面蒸发脱去，比自由水困难多了。

因此，在同一干燥条件下，脱水速度大幅度下降。

但因已停止干燥收缩，产生干燥裂纹危险已不存在，可以采取提高热风温度、降低相对湿度的办法来加速干燥。

二临界点和临界含水率：如前所述，在干燥的中期阶段结束以后自由水已基本排完，干燥收缩也基本结束，可以加快干燥。

在实验室恒温恒湿条件下得到的干燥曲线上可以发现这一从等速干燥阶段到降速干燥阶段变化的转折点如图10中的LG称为临界点，该点在坯体含水率称临界含水率，越过了该点的砖坯可以放心的升温、减湿、风吹、日晒而不会产生裂纹。

制砖过程之砖坯的干燥

制砖过程之砖坯的干燥砖坯干燥是其塑性成型的逆过程。

成型时依靠吸附在泥料颗粒表面而成为不能任意流动的完整的水膜（吸附水）和水膜以外的自由水所形成的足够的粘结力而挤出成型。

而在其后的干燥、焙烧过程中又必须首先把这些水份全部排出。

因此，砖坯成型时用的水越多，干燥焙烧时需要排出的水量也越多。

所以盲目增加成型水份尽管成型较为容易，但砖坯太软，以后的工序麻烦更多，全面考虑，得不偿失。

须知，砖坯在干燥和焙烧的过程中，把lkg的水变成lkg的水蒸汽，需要1300大卡的热量，而这1kg的水蒸气又需要约30m3的空气才能把它们带走。

如果砖坯的成型水份增加1％，对一块3kg重的普通实心砖坯来说，只多了0.03kg水，实在不多，问题是我们生产砖是以万、十万、百万、千万来计算的，这个1％也就变成庞然大物了。

还是拿l％的水份来说，一块砖坯0.03kg水，一万块砖坯就是300kg水，至少要有39万大卡的热量才能把它们全变成水蒸汽，这就需消耗56kg标准煤，同时这些水蒸汽还需约9000m3的空气才能把它们带走。

就砖厂目前常用的离心风机来说，当全压为1000pa左右时，每排出1万m3空气需4～7KW·h的电能。

则每生产一千万块砖坯，就这一个百分点的水份就要多用56吨标准煤和4000～7000度电，一两万块钱就没有了。

如果增加的成型水份是2％，产量是5千万块呢，损失就更大了。

世界砖瓦网不仅如此，由于在干燥过程中，随着成型水份的排除，泥料颗料互相靠拢，坯体产生干燥缩，而且，砖坯在干燥过程中所排出的成型水份的体积基本上等于其收缩的体积。

因此，砖坯的成型水份越高，其干燥时的收缩量也越大，产生干燥裂纹的威胁也越严重。

所以，在同样干旱的条件下，水田的裂口要比早地大得多。

如上所说，砖坯在干燥时变成了蒸汽的水，要靠其周围的流动空气带走，实际上只有砖坯的表面才能和空气充分接触，也只有在其表层水份开始脱去后，砖坯内部的水份才可能通过毛细孔逐步渗透到表层接触空气蒸发脱去。

陶瓷坯体的干燥过程

陶瓷坯体的干燥过程在对流干燥过程中介质与坯体之间既有热交换，又有质交换，可以将其分为下面三个既同时进行又相互联系的过程：(1)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休内部。

坯体表面的水分得到热量而汽化，由液态变为气态。

(2)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。

(3)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，促使水分由浓度较高的内层向浓度较低的外层扩散，称湿传导或湿扩散。

当坯体中存在有温度梯度时，也会引起水分的扩散移动，移动的方向指向温度降低的方向，即与温度梯度的指向相反，这种单由温度梯度引起的水分移动称热湿传导或称热扩散。

在实际的干燥过程中，水分的内扩散过程一般包括湿传导和热湿传导的共同作用。

(二)坯体干燥过程的特点干燥过程依次分为如下几个阶段；(1)加热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步升高，直至等于干燥介质的湿球温度，即到达图中A点，此时表面获得热与蒸发耗热达到动平衡，温度不变。

此阶段坯体水分减少，干燥速率增加。

(2)等速干燥阶段本阶段仍继续进行自由水排除。

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，即坯体内部水分移动速度(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。

另外，介质传给坯体表面的热量等于水分汽化所需之热量，所以坯体表面温度不变，等于介质的湿球温度。

坯体表面的水蒸汽分压等于表面温度下的饱和水蒸汽分压，干燥速率恒定，故称等速干燥阶段。

因本阶段是排除自由水，故坯体会产生体积收缩，收缩量与水分降低量成直线关系，若操作不当，干燥过快，坯体极易变形、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，K点即为临界水分点。

此时尽管物料内部仍是自由水，但在表面一薄层内已开始出现大气吸附水。

陶瓷坯体干燥过程控制

坯
眦
立式于坯机
图３装坯和卸坯
表２
第二阶段各机构运动状态
停止运行运行运行
同同嗣晡同曝嗣明日
主传动链干坯机传动出坯机传动进坯机传动
挂Ｉ坯体自翻坯机出来，进人进坯机，进坯机
眦始上的光电管检测到坯体后，进坯机上电机开
动阶段。
第一阶段（图２：准备装卸坯体。见）
一一一
１
ｆ — — —
０００
ｏ０
。（ｏ同同同。）。０
出机ｆ同ｌ进机坯同坯
Ｊｌ同同』同ｌ
同同同
立式十坯机图２准备装卸坯体
区进行干燥。
烘干，使坯体的水分小于ｌ％的生产过程。陶
瓷坯体的干燥是陶瓷生产工艺中非常重要的工
序之一，现在主要采用的是各种热源的连续式干燥器，此外远红外干燥器、太阳能干燥器和
微波干燥技术也逐渐开始应用。立式干燥器主
吊篮载着坯体在干燥器内连续运动，先后经过几个干燥区完成坯体干燥，其过程如图１
所示。最后从干燥器出来的坯体水分含量低于ｌ，由出坯机输送出去。％
要用来干燥陶瓷坯体，它利用热能蒸发所要干燥的坯体里的水分。在这个过程中由燃烧器提供热源，通过温度传感器以及单片机或者ＰＣＬ组成控制系统，使坯体在干燥器中连续运动从而达到干燥的目的。从压机出来的陶瓷坯体其
水分含量一般在５一％之间，经过干燥器％７

坯体的干燥docx

坯体的干燥本部分讲授内容3.1概述3.2干燥过程3.3干燥制度的制定3.4干燥方法及设备3.5干燥缺陷的产生及排除3.1概述干燥定义使含水物料（如湿坯、原料、泥浆等）中的液体水汽化而排除的过程，称为干燥。

完成干燥过程的机械设备，称干燥器。

一般：人们把采用热物理方法去湿的过程称为“干燥”。

其特征是采用加热、降温、减压或其它能量传递的方式使物料中的湿分产生挥发、冷凝、升华等相变过程与物体分离以达到去湿目的。

传统工业的干燥技术有：厢式干燥、隧道干燥、转筒干燥、转鼓干燥、带式干燥、盘式干燥、浆叶式干燥、流化床干燥、喷动床干燥、喷雾干燥、气流干燥、真空冷冻干燥、太阳能干燥、微波干燥和高频干燥、红外热辐射干燥等。

近年来的新型干燥技术：脉冲干燥、对撞干燥、冲击穿透干燥、声波场干燥、超临界流体干燥、过热蒸汽干燥、接触吸附干燥等。

为什么要干燥？对于陶瓷坯体而言，干燥的主要目的在于：提高生坯强度，便于后续工艺的进行；提高釉浆的吸附能力；使坯体具有较小的入窑水分，提高烧成速度，减少能耗；提高产品的质量。

知识延伸：干燥的地位与作用；干燥利于产品的储藏、运输和使用；干燥利于提高产品的质量和价值、减轻劳动强度、降低成本和能源消耗；发达国家的干燥的能耗占工业能耗的14%，有些行业的干燥能耗甚至占到生产总耗能的35%；我国2001年干燥设备制造业创17亿元的产值（相当于1986年的24倍），出口总值达2000万元人民币。

干燥技术－坯体中水的类型一定干燥条件下，物料中的水分按能否除，可分为自由水分和平衡水分。

干燥过程中可除去部分称为自由水分。

物料中的水分是自由水与平衡水之和。

传质传热过程干燥过程既是传热过程，又是传质过程。

传热过程：通过物料表面将热传给物料，再以传导的方式向内部传送，物料表面水分获得热量后汽化。

传质过程：物料表面的水蒸气向干燥介质中移动的气相传质（外扩散过程）；内部水向表面扩散的内部传质（内扩散过程）。

3.2干燥过程外扩散－－表面蒸发。

青岛科技大学陶瓷课件8-2干燥

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主要特点：
（1）均匀快速。热、湿传导方向一致（2）具有选择性（3）热效率高
（4）干燥设备体小、轻巧，便于自控
（5）具有微波辐射，需进行特殊防护。
（6）设备费用高，耗电量大。
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5. 远红外干燥
（1）原理是利用远红外辐射元件发出的远红外线为被加热物体所吸收，直接转变为热能而达到加热干燥的方法。
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4.3.2 坯体干燥过程

介质与坯体之间既有热交换，又有质交换，可以将其分为下面三个既同时进行又相互联系的过程： (1)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休内部。
(2)外扩散过程（表面蒸发）坯体表面产生的水蒸汽，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。
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水是红外敏感物质，在红外线的作用下水分子的键长和键角振动，偶极矩反复改变，吸收的能量与偶极矩变化的平方成正比，干燥过程主要是由水分子大量吸收辐射能，因此效率很高。
水分的红外吸收光谱图
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（3）远红外干燥的优点干燥速度快，生产效率高辐射与干燥几乎同时开始，无明显的预热阶段。实际的例子很多，如：原用80℃热风干燥要2 h时的生坯，改用远红外干燥，生坯温度约 80℃，仅需10 min。又如卫生器生坯在通风的厂房里要干燥18天，改用近红外干燥仅用1天，再改用远红外干燥，时间和能量消耗又都减少1/2左右。
（1）条件坯体干燥过程中形成的水分梯度使坯体出现不均匀的收缩，从而产生应力。当应力大于呈塑性状态的坯体强度时，就会引起开裂。干燥制度或坯体造型不妥等情况。
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（2）开裂类型整体开裂边缘开裂中心开裂
表面裂纹结构裂纹

什么是砖瓦坯体的自然干燥？

什么是砖瓦坯体的自然干燥？自然干燥是在露天坯场上或半遮盖、全遮盖的干燥棚内进行，主要是利用太阳的热能和流动的空气来干燥坯体。

它不需要干燥设备，容易上马。

但它的缺点是：坯场占地面积大; 受天气变化影响大；管理工作量大（劳动多、劳动强度大）；护晾材料损耗大；干燥周期长等。

1.砖坯露天坯场坯体式样坯埋有单埂和双埂两种。

一般用普通砖或空心砖或混凝土铺埂面，筒易的坯埂也有用泥土填髙300mm后夯实、刮平，埂边成斜坡贫。

单坯埂的埂面宽300mm、底宽500mm,每条为一组，小坯弄宽800mm,大坯弄（作运输车辆通行）为1100〜1600mm。

双坯埂的埂面宽600mm，中间小坯弄宽800mm,大坯弄为1100-1600mm。

坯埂的长度一般为25m。

防雨制品大草盖（双趣埂用）一般用毛竹片和稻草制成，中间夹一层油毡，式样为A状，长2m，宽1.4m;单埂用的草盖是细竹、稻草夹制的，式样是平的，长3m，宽0.5m。

草帘是用麦秆或稻草制成，每隔加一根小竹，用综绳或麻绳编结起来，高约lm，长5m，这种草帘用于挡坯埂两侧。

运输方法手工操作的运输工具大部分采用劳动车，上面放湿砖坯4板。

半机械的运输工具有轻便轨道配角钢制成的运坯车，每车可运湿砖坯12板，比用劳动车推坯工效提高两倍。

机械化程度高一些的用电机车牵引，可拖这种坯车8辆，节省劳动力7人，大大减轻劳动强度，并加速车辆的周转。

此外还可采用拖拉机、无轨电机车牵引等机械化运输方法。

2.砖述干燥棚砖坯采取坯棚进行干燥的，除我国南方气候温暖而多雨的地区有采用外，其他地区用得不多。

坯棚和坯场比较，其主要缺点是棚内干燥周期较长，需干燥棚的数量较多，投资较大；冬季时，由于气温较低，棚内坯体蒸发水分十分缓慢（如采用棚顶可以活动的坯棚除外），有时达不到入窑含水率的要求。

其优点是在夏季气温较高时，干燥的砖坯质麗较好(上面无大草盖压力，棱角整齐）；有了干燥棚，下雨也能照常生产；坯场上干坯多时，在干燥棚内收储千坯，无须另盖防雨制品，节省人力、物力，比较方便。

第八章干燥脱脂

第二速降段（FRP2）
• 当气液界面进入到胚体内部，通往表面的液体流动消失，内部的水分只有通过在内部蒸发后再扩散到表面，这标志着第二速降段（FRP2）的开始 • 由于气液界面开始远离表面，胚体会因固体所收的压应力减少而发生一些膨胀，对一个从一边干燥的平板，这会使其向已干燥的一面凸起
干燥的一面
颗粒层的干燥——沉积成环
• 这个沉积特性环的是由于毛细流动引起。干燥中的点滴和底部的颗粒之间的销连接确，可以使水分保由内而外补充，从而保持持续的蒸发。 • 开始时，边缘地区的液流固化形成一个环。 • 随着干燥过程的继续，边缘区域的液流达到了一种饱和状态,液流带着粒子来到边缘地区，在饱和的环和过饱和的悬浊液之间沉积。 Fig.8.1 稀释的胶状的颗粒在干燥过程中呈 • 如果想减少胚体的裂纹和扭曲，现出明显的颗粒移动，导致沉积出一个环干燥过程中水分分布运动很重要
湿润的一面
• 随着湿润的区域越来越薄，其中的收缩力会更有效的减小，造成更大的拉力
水分分布和运动
• 要想避免胚体的变形和移动，研究水分的分布式很重要的
a. CRP
b.FRP1 & FRP2
干燥应力
• 对于一个平板，在它的平面方向上（xy面）固相之间的应力为：
σx =σy = p − p
P是液体之间的张力（负压），<p>是液体内的平均压力
精细陶瓷的干燥
• 精细陶瓷中，固相包含着很多刚性的微米级颗粒或微粒grain，在第五章中所讨论的凝胶的干燥原则同样适应于精细陶瓷，但还有一些重要的不同： 1. 在精细陶瓷中没有观察到像在聚合的凝胶中那样观测到很大的干燥拉应力。线性收缩只有10%，远小于凝胶中的50%. 2. 陶瓷中的气孔也很大，所以渗透性更大，液体流动更容易，细毛细血管压力。