陶瓷烧成工艺技术手册

江西烧成工艺技术手册

目录

第一节干燥基础知识

在斯米克实际生产过程中，玻化砖使用卧干器等设备对坯体进行烘干，卧干器，通称五层卧干器，每层全长23米，有的企业称之为多层烘道窑

一、干燥的作用

在斯米克内部，不管是玻化砖还是釉面砖，均采用干压（等静压）成型而成，其坯体所含的水分跟粉料水分基本一致，一般在5~6.5%。该状态下坯体的强度整体偏低，一般在3~5kg/cm2，不利于长距离的输送，也不利于后续的施釉和直接烧成。因此干燥的作用就是将坯体中所含的大部分结合水（通俗说，该水不参与粉料内部的结构组成）排出，赋予坯体一定的干坯强度，确保后续的走线传送、修坯及施釉等加工工序要求，也能避免在烧成时由于水分大量汽化膨胀导致砖坯炸裂等缺陷出现。

二、干燥过程

如上面所述，干燥过程就是排出坯体内部结合水的过程。在实际的干燥过程中，一般包含以下四个阶段：

1.升速干燥阶段：

在该阶段坯体表面首先被加热，外表水分开始逐步的向外排出；

2.等速干燥阶段：

随着干燥的逐步深入，坯体内部的水分在此阶段顺着坯体内部的毛细孔不断向外排出，程度也较为剧烈，坯体开始出现一定程度的收缩；

3.降速干燥阶段：

随着干燥的不断进行，坯体内部的水分不断外排，经历过前期的等速干燥阶段后，干燥的速度逐步下降，毛细孔的排水动力逐步减弱，进入降速干燥阶段；

4.平衡干燥阶段：

此阶段坯体表面排出和吸附处于动态平衡过程，坯体水分不再发生变化，坯体的表面湿度和烘干介质湿度基本一致。

三、干燥收缩与变形

随着坯体内部水分的排出，坯体也发生一定的体积变化——收缩。在整个坯体收缩过程中，因坯料的颗粒具有一定的取向性，导致了干燥收缩的各向异性，这种各向异性导致了坯体内外层及各部分收缩的差异，从而产生内应力。当这种内应力大于塑性状态坯体的屈服值时，坯体发生变形，若内应力过大，超过其弹性状态的坯体强度，会导致开裂。影响坯体干燥收缩与变形的主要因素有以下几个方面：

1、坯体含水率：

含水率越大，干燥后排出的水分越多，收缩越大，容易产生内部应力而导致变形和开裂；

2、坯体粉料的级配：

由于粉料颗粒级配的不同，粉料的堆积密度就有所差异。一般说，当坯体粉料的堆积密度越高时，

烘干收缩越小，反之，收缩越大

3、成型压力：

在一定体积内，成型压力越大，坯体致密度越高，收缩越小，当然烘干的速率也会有所下降；反之，坯体收缩越大，烘干速率会有所提高；

4、坯体形状：

形状越复杂，各向收缩更不均与，内部应力会比较容易集中，更容易产生变形等问题；

5、在目前陶瓷墙地砖生产过程中，一般均采用水分在5~8%的粉料进行高压压制工艺，坯体的致密

程度都很高，粉料的颗粒大小（级配）也有针对性的控制，堆积密度相对高且稳定，所以在干燥过程中，整体的收缩比较小。根据斯米克的实际的生产情况，坯体干燥收缩一般在0.1~0.3%。

同时，针对公司部分两次布料的产品，因为工艺的差异，面料和底料的水分存在一定的差异，导致在烘干过程中上下两层粉料之间的收缩存在一定的差异，内部的应力整体相对较大，容易产生开裂和变形（如平整度中凸或中凹现象）

四、干燥中容易出现的问题

1、开裂：

开裂是烘干过程中（尤其是大规格产品，如600*600mm以上）比较容易出现的问题。针对我们平板砖而言，该问题的产生根源是烘干制度的不合理，特别是在升速干燥和等速干燥阶段，由于表面水分挥发太快，外表面的毛气孔通道容易被堵住，造成内部的水分不易排出，内外应力加大，超过其弹性形变值后，导致开裂发生。为解决该问题，必须确保在烘干前期，升温速率适当放慢，并保持烘干的环境一定湿度，以平衡表面水平急速排出的情况，确保毛气孔通道的畅通；

2、平整度中凸或中凹：

该问题在两次布料的产品中较为多见，主要原因面料和底料的水分差异较大，烘干过程中收缩不一致，导致砖坯变形而出现中凸或中凹现象。在实际操作中，可适当放慢烘干速度，能改善该现象。最根本的解决方法是要减少面料和基料水分的差异，同时对于可调整上下进风量的卧干器而言，可有差异地对上下进风量进行调整。

3、干坯强度偏低或干坯水分偏高：

一般情况下，该问题主要是干坯含水率偏高所致。按照我们常规的工艺控制，主要干坯水分控制小于0.5%，干坯强度都能维持在13kg/cm2，若水分上升，强度会明显下降，走线过程中容易产生开裂。

4、水滴印：

该现象主要发生在冬季。主要是因为卧干器内部的湿度偏大，外界的冷空气温度偏低，内部的热空气冷却后，凝成水滴粘附与卧干器夹层顶部后成股滴到砖坯表面造成水滴印。通过调整加大抽湿开度，关闭循环风机冷风口，都能有效改善。

5、其他问题：

如大颗粒G系列产品的颗粒边缘开裂，撞角或缺角，表面棍棒印划伤等。以G系列产品为例。

主要是颗粒料和粉料之间的水分差异，致密度差异、烘干效率差异叠加引发，通常情况下适当放慢烘干速度，有条件时把砖坯反烘，都能有效改善边缘开裂的效果。

五、玻化砖干燥工艺的确定

1、卧干器速度的确定：

目前，玻化砖卧干器传动都采用变频器控制的方式，速度设置范围在0.37~0.76m/min。一般情况下，卧干器的速度设置遵循压机产能的原则，满足窑炉产能需求。根据产品规格、系列和进砖方式等不同，速度设置可有一定的变化

2、进砖方式的确定：

因设备配置的差异，各个卧干器的进砖方式有所不同。具体情形见下表（未考虑正烘和反烘）；

3、温度曲线的确定：

与干燥过程四个阶段的基础理论相对应，在温度曲线设置方面，遵循先缓后高最后低的思路，即开始的时候温度设置稍低，中间略高，最后略低的过程，如以下曲线110，130，160，160，130就遵循该过程。同时从内部环境控制上，确保先高湿度再低湿度的原则，即在干燥的前、中期阶段，卧干器的抽湿开度要尽量小，减少水汽外排，确保干燥介质环境的高温高湿状态，有利于水分的均匀外排，最后在开大开度排湿。

4、风机的设置：

除P6窑炉的卧干器外，玻化厂其他窑线的卧干器都采用双流控制的方式，即风机能单独控制，而点烧嘴时必须启用风机。在生产施釉类产品时，因对坯体温度的特殊要求，一般情况下，夏天时，8#烧嘴启用风机，而在冬天时，8#烧嘴启用燃烧器，以确保各层之间坯温的稳定，满足工艺要求；

5、附表：卧干器进砖方式汇总

备注：4*2表示每排4片，一次进2排

六、卧干器设备基本状态

表2