无机材料工艺原理04坯料制备.ppt

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1、坯 料 制 备1 1本部分讲授内容本部分讲授内容n n 坯料类型及总体质量要求n n 坯料制备总过程n n 可塑坯料制备n n 注浆坯料制备n n 压制坯料制备n n 示例：坯料制备n n 预测：某厂坯料制备流程2 2坯料类型及总体质量要求坯料类型及总体质量要求定义：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。3 3坯料类型及总体质量要求坯料类型及总体质量要求n n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；n n各组分混

2、合均匀(料、水、添加剂)；n n颗粒大小及级配要符合工艺要求；n n坯料中所含空气越少起好。4 4坯料类型及总体质量要求坯料类型及总体质量要求n n可可塑塑料料：水水分分18182525，可可生生产产高高、低低压压电电瓷、日用瓷；瓷、日用瓷；n n注注浆浆料料：水水分分28283535，可可生生产产卫卫生生瓷瓷、日日用瓷及其它形状复杂的无机非金属材料制品；用瓷及其它形状复杂的无机非金属材料制品；n n压压制制料料：可可分分为为半半干干压压料料和和干干压压料料两两类类，前前者者水水水水分分为为8 81515，后后者者为为3 37 7，可可用用于于生生产产电电子子无无机机非非金金属属材材料料、建建

3、筑筑瓷瓷、特特种种无机非金属材料等无机非金属材料等 。5 5坯料制备总过程坯料制备总过程n n原料的准备与采购，根据原料的形态决定原料的准备与采购，根据原料的形态决定下一步的加工工艺；下一步的加工工艺；n n原料的混合与粉磨；原料的混合与粉磨；n n泥浆的除铁、过筛和搅拌；泥浆的除铁、过筛和搅拌；n n泥浆的脱水；泥浆的脱水；n n陈腐和练泥陈腐和练泥6 6坯料制备总过程粉磨设备的选择坯料制备总过程粉磨设备的选择n n原原料料的的物物性性：硬硬度度，脆脆性性，含含水水率率，块块度度等；等；n n粉粉碎碎比比，能能否否达达到到所所要要求求的的粒粒度度和和颗颗粒粒组组成；成；n n粉粉碎碎机机械械

4、的的性性能能，如如能能耗耗大大小小，生生产产能能力力，耐久性，操作维修是否方便；耐久性，操作维修是否方便；n n粉碎过程中是否会带入杂质；粉碎过程中是否会带入杂质；n n粉粉碎碎作作业业的的组组合合：如如粗粗碎碎，中中碎碎，细细碎碎机机械械的的组组合合，破破碎碎机机械械与与筛筛分分设设备备的的组组合合，粉磨机械与分级设备的组合。粉磨机械与分级设备的组合。7 7坯料制备总过程粉磨设备的选择坯料制备总过程粉磨设备的选择问题：问题：陶瓷生产中选择球磨机应着重考虑哪些方面？8 8坯料制备总过程粉磨设备的选择坯料制备总过程粉磨设备的选择n n陶瓷用的球磨机的选用n n球磨机内衬要耐用，但不能带进铁质；n

5、 n研磨体不能带进铁质；n n大小定型产品，而不要有非标产品。9 9坯料制备总过程坯料制备总过程泥浆的除铁泥浆的除铁 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）。1010坯料制备总过程坯料制备总过程除铁的工艺除铁的工艺 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。11111212坯料制备总过程坯料制备总过程泥浆的过筛泥浆的过筛 n n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 n n除去有害杂质 振动筛131314141515坯料制备总过程坯料制备总过程泥浆的过筛泥浆的过筛 泥浆

6、过筛通常采用的筛子有两类：滚筒筛和振动筛 。滚动筛1616坯料制备总过程坯料制备总过程-泥浆的混合和搅拌泥浆的混合和搅拌 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。17171818坯料制备总过程坯料制备总过程泥浆的脱水泥浆的脱水 n n压滤脱水法：间歇操作，只能将泥浆含水率降至20左右n n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，191920202121坯料制备总过程坯料制备总过程压滤脱水法压滤脱水法 n n影响压滤效率的因素影响压滤效率的因素 n n压力大小压力大小 n n加压方式加压方式 n n泥浆温度泥浆温度 n n泥浆比重泥浆比

7、重 n n泥浆性质泥浆性质 n n电解质电解质 2222坯料制备总过程坯料制备总过程喷雾干燥法喷雾干燥法 n n喷雾干燥过程 n n泥浆的输送 n n热源的发生 n n热气流的供给 n n雾化和干燥 n n废气分离 n n干粉的收集 2323坯料制备总过程坯料制备总过程喷雾干燥法喷雾干燥法 影响喷雾干燥的因素影响喷雾干燥的因素n n泥浆比重和进浆量 n n进塔热气温度和排出废气温度 n n热空气和物料的流向形式 n n雾化压力和离心盘转速 2424坯料制备总过程坯料制备总过程泥料的陈腐泥料的陈腐 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 2525坯料

8、制备总过程坯料制备总过程陈腐的主要作用陈腐的主要作用 n n通过毛细管的作用使泥料中水分更加均匀分布；n n粘土颗粒充分水化和离子交换，提高坯料的可塑性；n n发生一些氧化与还原反应，还可能有生物作用；n n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。26262727坯料制备总过程坯料制备总过程真空练泥真空练泥 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 2828坯料制备总过程真空练泥坯料制备总过程真空练泥 2929坯料制备总过程真空练泥坯料制备总过程真空练泥

9、 3030坯料制备总过程真空练泥坯料制备总过程真空练泥 31313232坯料制备总过程坯料制备总过程真空练泥的作用真空练泥的作用 n n排除泥料中的气体；n n改善泥料性能；n n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；n n可得到不同规格的泥段（毛坯）。3333真空练泥对产品性能的影响真空练泥对产品性能的影响 性能项目性能项目 未经真空练泥未经真空练泥 经真空练泥经真空练泥 干坯抗折强度干坯抗折强度（MPaMPa）2.2 2.2 3.7 3.7 瓷件抗折强度瓷件抗折强度（MPa MPa）53.8 53.8 59.9 59.9 瓷件介电强度瓷件

10、介电强度（kVkV/mm/mm）16.6 16.6 18.2 18.2 坯料制备总过程真空练泥坯料制备总过程真空练泥 3434影响练泥质量的因素影响练泥质量的因素 n n加入泥饼的水分 n n温度的影响 n n加泥速度 n n真空度 n n练泥机的结构 坯料制备总过程坯料制备总过程真空练泥真空练泥3535坯料颗粒定向排列对瓷性能的影响坯料颗粒定向排列对瓷性能的影响 性能项目性能项目 平行于颗粒平行于颗粒平面定向平面定向 垂直于颗粒垂直于颗粒平面定向平面定向 干坯抗折强度干坯抗折强度(a)a)0.44 0.44 0.217 0.217 10001000煅烧后抗折强煅烧后抗折强度（度（a a）36

11、.5 36.5 13.7 13.7 烧成后瓷的抗折强度烧成后瓷的抗折强度（a a）91.3 91.3 90.6 90.6 击穿电压（击穿电压（v vmmmm）23.3 23.3 32.6 32.6 坯料制备总过程坯料制备总过程真空练泥真空练泥3636挤制泥段结构特征挤制泥段结构特征：n n在泥段的径向上仍呈现螺旋形的分层结构；n n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；n n泥料在挤制过程中将产生颗粒定向排列。坯料制备总过程坯料制备总过程真空练泥真空练泥3737常见的泥段缺陷常见的泥段缺陷 n n分层和开裂 n n弯曲变形 n n偏心 n n气孔 坯料制备总过程坯料制

12、备总过程真空练泥真空练泥3838坯料制备总过程坯料制备总过程真空练泥真空练泥3939坯料制备总过程坯料制备总过程真空练泥真空练泥4040坯料制备总过程坯料制备总过程真空练泥真空练泥4141泥料径向分层错动示意图坯料制备总过程坯料制备总过程真空练泥真空练泥4242可塑坯料制备可塑坯料制备主要流程系列：n n硬质、软质原料共同湿法细磨 n n将硬质料湿碾后入球磨 n n化浆配料入球磨 n n化浆过筛 n n坯料制备新工艺 4343可塑坯料制备可塑坯料制备硬质、软质原料共同湿法细磨：将各种原料一并入球磨，研磨混合n n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n n优点：干法重量配料比较

13、准确，流程简单。n n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？4444可塑坯料制备可塑坯料制备硬质、软质原料先后入磨法硬质、软质原料先后入磨法n n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）n n优点：球磨效率高。4545可塑坯料制备可塑坯料制备将硬质料湿碾后入球磨将硬质料湿碾后入球磨n n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。n n优点：缩小入磨粒度，提高球磨效率，减少粉尘污染。4646可塑坯料制备可塑坯料制备化浆配料入球磨化浆配料入球磨n n软软质质料料电子秤吊桶化浆一次计量二次计量n n硬质料硬质料电子

14、秤吊桶化浆n n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n n优优点点：减少粉尘，易机械配料，球磨效率高n n缺点缺点：流程复杂，原料必须是粉料4747可塑坯料制备可塑坯料制备化浆过筛：化浆过筛：n n将原料化浆过筛、除铁、脱水，不经球磨；n n原料化浆过筛除铁压滤脱水粗练陈腐真空练泥送成型n n优点：节省能耗，简化流程，减少占地面积，缩短生产周期。n n缺点：由于对原料细度要求高，对生产高强瓷不适宜。4848可塑坯料制备可塑坯料制备坯料制备新工艺：坯料制备新工艺：n n天然原料加工专业化和质量标准化；n n采用喷雾干燥代替压滤脱水；n n采用电子计算机配料及控制。4949可塑

15、坯料制备可塑坯料制备国外坯料制备情况国外坯料制备情况国外坯料制备情况国外坯料制备情况 日本日本日本日本n n日日本本对对原原料料要要求求很很严严格格，非非常常注注重重原原料料的的研研究究工工作作，他他们们认认为为没没有有标标准准化化的的原原料料，就就谈谈不不上上后后续续工工序序的的产产品品品品质质。所所有有原原料料都都按按标标准准精精制制，并并分分为为高高级级、中中级级、低低级级，按按质质论论价。价。n n日日本本多多数数无无机机非非金金属属材材料料厂厂所所用用原原料料都都由由原原料料专专业业厂厂供供应应，原原料料进进厂厂经经检检验验符符合合标标准准后后即即可可根根据据配配方方称称量量投投入入

16、球球磨磨机机进进行行球球磨磨。严严格格控控制制泥泥料料的的细细度度、水水分分、泥泥料料的的软软硬硬，每每天都要对坯泥的上述工艺参数进行检验。天都要对坯泥的上述工艺参数进行检验。5050可塑坯料制备可塑坯料制备5151可塑坯料制备可塑坯料制备 日陶无机非金属材料原料检验内容 原料性状包括色泽，原料性状包括色泽，PHPH值，粘度；值，粘度；粒度分布，水簸分析，沉降分析；粒度分布，水簸分析，沉降分析；化学组成，化学分析，示性分析；化学组成，化学分析，示性分析；矿物组成，热分析；矿物组成，热分析；烧成性状，呈色、烧结状态、收缩率；烧成性状，呈色、烧结状态、收缩率；耐火度。耐火度。5252可塑坯料制备可

17、塑坯料制备国外坯料制备情况英国国外坯料制备情况英国英英国国坯坯料料制制备备过过程程是是先先将将各各种种原原料料粉粉碎碎到到要要求求的的细细度度，再再分分别别化化成成一一定定密密度度的的泥泥浆浆，按按泥泥浆浆的的体体积积进进行行配配比比，达达到到按按物物料料干干基基质质量量配配比比的的要要求求。各各种种泥泥浆浆都都汇汇到到混混合合池池进进行行搅搅拌拌混混合合，经经过过筛筛除除铁铁后后再再将将浆浆料料存存放放贮贮存存池池内内。经经过过压压滤滤、真真空空练练泥泥处处理理，以以得得到到满满足足成成形形工工艺艺要求的坯料。要求的坯料。53535454可塑坯料制备可塑坯料制备国外坯料制备情况美国国外坯料制

18、备情况美国国外坯料制备情况美国国外坯料制备情况美国n n原原料料都都是是专专业业厂厂加加工工好好的的袋袋装装瓷瓷土土粉粉（有有单单料料粉粉也也有有配配合合粉粉），解解袋袋入入池池加加水水化化浆浆搅搅拌拌、过过筛筛（250250目目）、除除铁铁（1T1T）、榨榨泥泥、真真空空练练泥泥，供供滚滚压压成成形形用用的的塑塑性性泥含水量泥含水量2020。n n袋袋装装粉粉料料入入厂厂后后分分别别贮贮存存在在25m25m高高的的圆圆形形料料仓仓中中，然然后后根根据据坯坯料料配配方方，由由电电脑脑控控制制，通通过过管管道道，按按配配方方量量用用气气压压送送入入球球磨磨机机细细粉粉碎碎，再再经经过过筛筛、除除

19、铁铁、压压滤滤、真真空空练练泥泥。整整个个工工序序干干净净、无无噪噪音音、无无粉粉尘尘，许许多多工工序序环环节节被被机机器器代代替替。在在同同一一台台机机器器上上挤挤制制的的泥泥段段呈呈黄黄、绿、白三种颜色，回头泥不混入。绿、白三种颜色，回头泥不混入。5555注浆坯料制备注浆坯料制备注浆坯料的质量要求：注浆坯料的质量要求：n n流动性好，注浆时容易充满模具的各部位 n n浆料中固体能长期悬浮不致沉淀 n n触变性小，有利输送和储存 n n有一定的滤水性和浇注速度 n n在保证流动性的同时，浆料水分含量愈少愈好 5656注浆料的制备注浆料的制备 水水原料干粉原料干粉电解质电解质称重称重配料配料

20、湿法湿法球磨球磨过筛过筛除铁除铁搅拌搅拌陈腐陈腐送成送成型型5757压制坯料的制备压制坯料的制备 n n泥饼干燥打粉法 n n干法细磨与混合法 n n喷雾干燥法 5858示例：坯料制备示例：坯料制备 某电瓷厂制泥工艺流程简图5959 某电瓷厂制釉流程简图示例：坯料制备示例：坯料制备6060想一想想一想 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：坯料制备示例：坯料制备6161 想一想想一想 某厂应采用什么样的坯料制备流程？应以什么为依据？预测：某厂坯料制备流程预测：某厂坯料制备流程6262预测：某厂坯料制备流程预测：某厂坯料制备流程n n 湿法化浆n n 二次计量n n 球磨混合n n 新旧浆混合n n 过筛除铁n n 荒练陈腐n n 送真空练泥机6363预测：某厂坯料制备流程预测：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。6464