08第五章 干燥与排塑工艺.pdf

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1、 1第五章第五章 干燥与排塑工艺干燥与排塑工艺 本章主要内容：1、干燥的目的、原理、方法；2、干燥过程中坯体发生的物化变化；3、排塑的目的；4、坯体排塑过程中的物化变化；5、影响排塑的因素；6、排塑温度制度。主要英语词汇：drying 干燥 drying constant 干燥常数 drying process 干燥工艺 drying-up point 干燥点 drying machine 干燥机 drying transverse strength 干燥抗弯强度 coefficient of drying sensitivity 干燥敏感系数 equilibrium moisture con

2、tent 干燥平衡水 plastic removal 排塑 第一节第一节 干干 燥燥 一、定义：干燥是借助热能使坯料中的水分汽化，并由干燥介质带走的过程。这个过程是坯料和干燥介质间的传热传质过程。二、干燥的作用 注浆法成形的泥浆，含水率一般在 30-35，呈流动状态；可塑性成形的泥料，含水率为 15-26.7，呈可塑状态；干压或半干压的制品，其含水量为 0.1-8。这既不利于坯体的搬运，也不利于吸附釉层，更不能直接烧成。干燥的作用就是将坯体中所含的大部分机械结合水（自由水）排出，同时赋予坯体一定的干燥强度，使坯体能够以一定的强度适应运输、修坯、粘接及施釉等加工工序的要求，同时避免了在烧成时由子

3、水分大量汽化而带来的能量损失和各种缺陷。三、水与坯料的结合形式 2四、干燥过程 假定在干燥过程中坯体不发生任何化学变化，干燥介质恒温恒湿，则干燥过程包含了以下四个阶段。1、升速干燥（OA）：也叫加热阶段。特征：坯体表面被加热升温，水分不断蒸发，直至表面温度达到干燥介质的湿球温度 TA。此阶段时间很短，排出水量不多。当坯体吸收的热量与蒸发水分所消耗的热量达成动态平衡，则干燥过程进入了等速阶段。2、等速干燥阶段（AB）特征：干燥介质的条件（温度、湿度、速率等）恒定不变；水分由坯体内部迁移到表面的内扩散速度与表面水分蒸发扩散到周围介质中去的外扩散速度相等。此阶段干燥速率和传热速率保持恒定不变，其干燥

4、速率主要取决于干燥介质的条件。3、降速干燥阶段（BC）在干燥过程中，当坯体中的自由水大部分排除 时，干燥速度即开始降低。从等速至降速阶段过渡的含水量（一般取平均值）我们称为临界含水量。在干燥速度曲线中表示为 B 点，B 点称为临界点。测定临界点的含水率具有重要的意义。因为到达临界含水量以后，坯体的干燥是排除其中毛细管中的水分和含水矿物中的物理吸附水，坯体略有收缩，所以此阶段坯体内不会产生干燥收缩的应力干燥过程进入安全状态。在降速干燥阶段，坯体用以蒸发水分的热消耗降低，加热坯体的热量增加，因此坯体的温度将逐渐升高，力求达到坯体周围的介质的温度。4、平衡阶段（CD）特征：当坯体干燥到表面水分达到平

5、衡水分时，表面干燥速度降为零。此时表面蒸发与吸附达成动态平衡，平衡水分的多少取决于坯体的性质和周围介质的温度与湿度，这时坯体中的水分叫干燥最终水分。总之，干燥过程可描述为：在坯体干燥过程中，随着自由水分的排除，颗粒表面的水膜不断变薄，颗粒逐渐靠拢，坯体发生收缩，其收缩量大约等于排出的自由水的体积。当水膜厚度减薄至一定程度，则坯体颗粒互相接触，内扩散阻力增大，干燥速度及收缩速度发生急剧变化，收缩基本停止，进入降速干燥过程。继续干燥则排除相互接触的各颗粒间的孔隙水，发生微小收缩，直至与周围干燥介质水分达成平衡为止 3五、干燥收缩与变形 在坯体收缩过程中，因坯料颗粒具有一定的取向性，导致了干燥收缩的

6、各向异性。这种各向异性导致了坯体内外层及各部分收缩率的差异，从而产生了收缩内应力。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，超过其弹性状态坯体的强度时，会导致开裂。影响坯体干燥收缩与变形的因素主要有以下几个方面：1、坯体中粘土的性能 粘土的可塑性愈好，粒度愈细，吸附的水膜愈厚，烧成收缩和变形就愈大。同时，如果粘土矿物颗粒太粗，分布不匀，也会导致各部分收缩不一致而变形。2、坯体的化学组成 坯体中粘土的阳离子对坯体干燥收缩有很大影响。见下图所示。在坯体中加入 Na+作为稀释剂，则可促使粘土颗粒平行排列。实践证明，含有 Na+的粘土矿物比含 Ca2+的粘土矿物收缩率大。3、

7、坯体的含水率 坯体含水率越大，则干燥后排除水分多，收缩愈大，愈容易产生内应力而导致变形和开裂。4、坯体的成形方法 采用塑性成形和注浆成形的坯体由于水分含量大，故干燥收缩较大；同时由于颗粒存在定向排列问题，容易引起变形和开裂。采用干压、半干压及等静压等成形的坯体，由于粉料含水率低，干燥收缩小，则不易变形和开裂。5、坯体的形状 坯体的形状愈复杂，各部位厚薄不匀，则干燥不易均匀，则其内部应力愈容易集中，从而产生坯体在收缩中变形开裂。六、干燥制度的确定 干燥制度是指根据产品的品质要求来确定干燥方法及其干燥过程中各阶段的干燥速度、影响干燥速度的参数（干燥介质的种类、温度、湿度、流量与流速等）。最理想的干

8、燥制度是指在最短的时间内，获得无干燥缺陷生坯的制度。1、影响干燥速度的因素 坯体的干燥速度主要受到坯体内水分内扩散和外扩散速度等因素支配，同时，干燥速度也受到坯体本身性质、干燥设备及干燥条件等诸多条件的限制。4所谓内扩散，是指坯体内部水分扩散至坯体表面的过程，主要借助于扩散渗透力和毛细管力，服从扩散定律。内扩散有两种形式，即水分的热湿传导与湿传导。所谓热湿传导是指由于温度差而引起的水分传导。温度差引起水分子的动能、水在毛细管内的表面张力、空隙中空气压强的不等，导致水分子由高温处向低温处移动。湿传导则是由于水分浓度差（湿度差）而引起的水分传导。湿度差使水分子从高湿处向低湿处移动。可见，热湿传导方

9、向与温度梯度（热流方向）一致，而湿传导方向与湿度梯度方向一致。如果热湿传导与湿传导方向一致，则内扩散速度将大大加快，反之将降低内扩散速度。所谓外扩散是指坯体表面水分汽化，并通过水汽膜向外界扩散的过程。外扩散的动力是坯体表面的水蒸气压与周围介质的水蒸汽分压之差。差值愈大，则外扩散速度愈大。（1）影响内扩散的因素：组成坯体物料的性质。粗颗粒、瘠性物料含量多的坯体，其所在的毛细管粗、内扩散阻力小而利于内扩散速度的提高。生坯温度。生坯温度是重要外因。温度升高时水的粘度降低，毛细管中弯月面的表面张力也降低，则内扩散阻力减小，可提高内扩散速度。为了加快处于降速干燥阶段的生坯内水分的扩散速度，可采取一定措施

10、使坯体的温度梯度与湿度梯度方向一致，从而加快内扩散的速度。例如当采用电热干燥、微波干燥、远红外干燥等方法时，可以向生坯中自由水直接提供能量使之转化为热能，达到坯体的热、湿传导方向一致，这就比从外部施加热量能更有力的加强内扩散，提高干燥速度。坯体表面与内部的湿度差。湿扩散的速度与湿度梯度成正比，湿度差愈大，则湿扩散速度愈大，相应内扩散速度也提高。（2）影响外扩散的因素 影响外扩散的主要因素有干燥介质与生坯表面的蒸汽分压、干燥介质与生坯表面的温度、干燥介质的流速、方向及生坯表面蒸汽膜的厚度和能量的供给方式等。传统的干燥就是靠提高这种外扩散速度来加快干燥速度，例如采用的热空气干燥法。（3）其它影响因

11、素 干燥方式 干燥方式对坯体的干燥速度影响很大，好的干燥方式能大大加快干燥速度而且不易造成缺陷。目前我国已由传统的热风喷射干燥发展到热风红外线干燥、微波-真空干燥等。坯体的厚度和形状 在等速干燥阶段，由于干燥速度主要由外扩散所决定，坯体厚度的影响很小。坯体厚度的影响主要是在降速干燥阶段。坯体厚，内扩散阻力大、速度低，则干燥速度小。坯体形状过于复杂，则干燥速度不能太快，以避免各部分收缩不匀造成开裂。干燥器的结构及坯体在干燥器中的放置方式与位置。2、干燥介质参数的确定 在实际生产中，干燥速度的调节以及干燥制度的合理制定往往是通过调节干燥介质的温度和湿度、干燥介质的流速和流量来控制的。2.1 干燥介

12、质的温度 干燥介质的温度的高低，直接影响干燥速度，但是不能盲目提高干燥介质的温度，要综合考虑以下两个 5方面的影响：（1）坯体的性质 坯体的性质包括坯体的组成、结构、形状、尺寸及厚度大小、含水率等。坯体的性质决定了其各部位能否均匀受热。对于一些特殊坯体其干燥温度受到限制，不宜太高，如石膏模干燥温度不能超过 70。（2）热能的充分利用及设备因素 干燥介质温度的选取，还要考虑热效率、成本以及温度对设备的使用寿命及性能的影响等问题。2.2 干燥介质的湿度 在干燥过程中，干燥介质的湿度要根据具体情况而定，不能太高，也不能太低，有时候还是要采取分段处理方法。以注浆成形的卫生瓷为例，此类坯体壁厚，且形状复

13、杂，含水率高。这类坯体要采用分段控制湿度进行干燥的方法，才能达到干燥的目的，如图 8-2 所示，可采用三阶段干燥。2.3 干燥介质的流速和流量 当干燥介质的温度、湿度受到限制时，例如干燥石膏模等产品时，为了提高干燥速度，常常可以加大干燥介质的流速和流量来实现。加大干燥介质的流速和流量来提高干燥速度的机理，其实质是提高了外扩散的速度。因此，此方法在等速干燥阶段效果较明显。实验证明，干燥介质空气的流动速度如提高到 5-20m/s，则可提高干燥速度几倍。但是，提高干燥介质的流速和流量要有一定的前提，其一是保证坯体在快速干燥中不变形开裂；其二是设备要有保障，否则设备的动力消耗过大，影响其使用寿命。七、

14、干燥方法 根据坯体水分蒸发获取热能的形式，干燥方法可分为热空气干燥、工频电干燥、辐射干燥（红外、微波）、综合干燥等。（一）热空气干燥 热空气干燥是利用热空气对流传热作用，干燥介质（热空气）将热量传结坯体（或泥浆），使坯体（或泥 6浆）的水分蒸发而干燥的方法。这种干燥方法，其设备较简单，热源易于获得，温度和流速易于控制调节。一般的热空气干燥，干燥介质流速小，小于 lm/s。因此，对流传热阻力大，传热较慢，影响了干燥速度，而快速对流干燥（例如：高速定位热空气喷射）则可使气流速度达到 1030ms，可大大提高干燥速度。热空气干燥根据干燥设备不同可分为：室式干燥、隧道式干燥、喷雾干燥、链式干燥及热泵干

15、燥等。1、室式干燥 将湿坯放在设有坯架和加热设备的干燥室中进行干燥的方法称之为室式干燥。特点：干燥缓和，间歇式操作，对于不同类型的坯体可以采用不同的干燥制度，比较灵活。设备简单，造价低廉。但是，热效低，周期较长，而且干燥效果不易控制，人工运输的破损率也较高。一般加热干燥介质的方法有地坑、暖气、热凤加热等方式。2、隧道干燥 隧道干燥采用逆流干燥方式：气体流动方向与坯体的运动方向相反。湿坯一进入隧道窑干燥器即与低温高湿热空气接触，坯体受热比较均匀，坯体不断在隧道窑中前进，所遇到的热空气的温度愈来愈高，湿度也逐渐下降，以保证干燥的循序进行，避免了开裂，直到坯体最终被干燥为止。特点：隧道式干燥基本上适

16、应了干燥过程四个阶段的标准要求，比较合理，而且由于湿坯移动可采用窑车或链板式网带连续工作，热利用率高，生产效率高，便于调节控制，干燥效果稳定。不足：占地面积太大，干燥速度较慢，热量有损失。7 3、链式干燥 热风链式干燥是将湿坯放置在挠性牵引机构的吊篮上，或者利用链条运载坯体在弯曲的轨道上传送进行干燥。它可分为立式传送和卧式传送两种。立式传送是指用吊篮式链条牵引，沿立面运动，一般小型坯体适用于这种方式；卧式传送则采用平面迂回方式，以钢索或链条牵引，适用于大型坯体的干燥。4、辊道传送式干燥 我国于 1984 年开始使用辊道传送式干燥器，主要用于干燥墙地砖坯体。目前采用的辊道式干燥器是与辊底窑合为一

17、体的，上层辊道煅烧产品，下层辊道干燥坯体。干燥器的热源是利用上层辊道煅烧产品时的余热或者是鼓入热风。辊道式干燥器的最大特点是可使坯体均匀干燥，干燥效率高，能实现快速干燥。般干燥周期为 2040min，干燥温度为 120160。5、喷雾干燥 8 喷雾干燥器是以喷雾干燥塔为主体，并附有供浆系统、热风系统、除尘系统及控制系统等构成的设备。原理：将溶液或悬浊液分散成雾状的细滴，在热风中干燥而获得粉状或颗粒状产品的过程。工作过程：泥浆由泵压送到干燥的雾化器中，雾化器将泥浆雾化成细滴，通入干燥塔内受到热空气（400600）干燥脱水，而带有微粉及水汽的空气经旋风分离器收集微粉，再经水浴除尘后从排风机排出。喷

18、雾干燥按造雾方法可分为压力法、气流法和离心法。而其间按照热空气和物料流向形式可分成逆流式与顺流式。目前陶瓷工业使用较多的是压力逆流式。此方法热能利用率高，喷嘴雾化器的结构较简单，拆换容易。离心式因喷塔直径要求大、喷雾盘较复杂、加工要求严格和维修困难而逐渐被淘汰。采用喷雾干燥有如下特点：a 工艺简单并能连续化自动生产，周期短，产量大。b 可省略榨泥、打粉等设备，缩短工艺流程，节省劳力。c 干燥粉料性能稳定，并可随时调节其粒度与水分含量。d 干燥颗粒呈球形，流动性好，成形后坯体强度高。但是，喷雾干燥燃料消耗量较大，约为 0.1kg 标准煤kg 粉料。因此，它比链式干燥热耗大。但总地说来，由于其省略

19、榨泥、打粉等工艺流程，还是比较经济的。6、脉冲干燥 脉冲干燥主要用来干燥墙地砖物料。它是在墙地砖坯体细料流动方向的侧面，脉冲利用干热空气来干燥坯体，而代替通常沿物料流方向的连续干燥。这种脉冲干燥可以利用较高温度的干空气使墙地砖坯体中心的水分较为迅速的传递到表面。（二）工频电干燥 这种干燥方法是将被干燥坯体两端加上电压，通过交变电流，这样，湿坯就相当于电阻而被并联于电路中，当电流通过时，坯体内部就会产生热量，使水分蒸发而干燥。实质：是一种内热式干燥法，主要是加快水分内扩散的速度而干燥坯体。特点：1、坯体中，含水率高的部位电阻较小，通过电流多，干燥得快；含水率低的部位通过的电流少，干得慢。所以，将

20、水分厚度不匀的坯体进行工频电干燥时，通过这种自动平衡作用可使生坯含水率在传递过程中均匀化分布。92、采用工频电干燥，是对坯体端面间的整个厚度同时进行加热。热扩散与湿扩散方向一致，干燥速度较快。适宜于含水率较高的大型厚壁坯件的干燥。例如电瓷工业用大型泥段的干燥。3、坯体的含水率与电能消耗的关系如图 8-8 所示。从图中可看出，当干燥后期坯体含水率低于 5时，电能消耗将剧增。因此，在干燥后期，可以采用其它方法进行干燥。坯体水分不断减少，坯体的导电性能逐渐降低，电阻逐渐增加，因此，必须随干燥过程的进行逐渐增加电能。一般通过增加电压来实现。在干燥初期，电压一般为 1V/cm，干燥后期，增至 2-5/c

21、m，甚至更高。这种方法可用微机进行程序控制，操作方便。在实际工作中，通常以 0.02mm 厚的锡箔或 40-80 目的铜丝布或直径小于 2.5mm 的铜丝为电极；也可采用石墨泥浆将铝电极贴敷在湿坯端面上，然后通电流。石墨泥浆的组成为石墨 15-20，鱼胶 2-5，粘土 75-80，水 14-17。（三）直流电干燥 这种方法是将生坯放在直流电场中，使其在电场力作用下，按特定的方向析出水分，可改善坯体内水分的分布情况，产生较好的干燥效果 实质：利用电动效应在干燥坯体。分散相或分散介质在外加电场作用下发生移动的现象叫电动效应。这种干燥与热效应关系不大。因为湿坯通上直流电后，水分立即从负极析出，并排出

22、坯体外。原因：在坯体中存在溶解于水的正离子如 K+、Na、Ca2、H3O+等，在外电场作用下，正离子带动水分子向负极移动，从而使水分析出。10优点：湿坯在加热干燥过程中由于水分分布不匀，会产生内应力，而以直流电干燥，水分以液体的形式排出，坯体内水分分布均匀。因此，内应力很少。对于形状复杂的制品，在干燥时微微变形开裂，若采用直流电排出水分，就不会出现这些问题。此法干燥时间较短，干燥速度快。利用直流电电动效应干燥坯体，只能除去大部分水，而不能完全将坯体干燥。因此，往往和其它干燥方式共同进行。如：先用此法干燥，脱去大部分水后，再用热空气干燥，也可缩短干燥时间。（四）辐射干燥 辐射干燥是指由热源直接将

23、电磁波辐射到湿坯上，并转化为热能，将坯体干燥的干燥方法。因此，此方法干燥坯体无需任何干燥介质，而且能量的损失也最小。由于电磁波的波长不一，一般可将辐射干燥分为高频、微波和红外干燥几种方式。辐射干燥时的干燥速度可以按上式计算。G-干燥排出水分的质量，kg；F-坯体受辐射表面积，m2；Z-干燥时间，h；I-辐射强度，Wm。；-坯体对辐射线的吸收能力；L-辐射距离，cm；H-坯体的厚度，cm；a、b、M-经验常数。由此可知，辐射干燥时辐射强度愈大，辐射距离愈短，坯体愈薄，干燥速度愈快。采用辐射干燥，有如下几个优点：能保证坯体清洁。设备结构简单，易于实现自动化控制。干燥速度较快。干燥较均匀，很少发生变

24、形和开裂。由于干燥时间缩短，还可节约石膏模。1、高频干燥 采用高频电场或相应频率的电磁波（107Hz）辐射于坯体上，使坯体内的分子、电子及离子发生振动，产生弛张式极化，转化为热能进行干燥。坯体内含水愈多，介电损耗愈大，电阻愈小，产生的热能就愈多，干燥愈快。同时，电磁波频率愈高，辐射能愈大，干燥速率也愈快。baHLM)2.0(IZFG=11特点：坯体内外是同时加热的，同时扩大了内扩散和外扩散速度，而且由于坯体表面水分蒸发而使其湿度低于内部，造成了湿扩散和热扩散方向一致，加快了干燥速度。坯体内湿度梯度小，不会产生变形和开裂。故而适用于形状复杂而壁厚制品。耗电大，特别是在干燥后期，由于水分下降，电阻

25、变大，要继续排出水分则需极大的能量。故在干燥后期不宜采用此法，最好和别的方法联合使用。2、微波干燥 微波是介于红外线和无线电波之间的一种电磁波，波长在11000mm范围内，频率为3O0300000MHz。陶瓷行业采用微波技术从 20 世纪 70 年代就已开始。主要在三个方面：一是微波检测，如对水分直接的和连续的测量，对缺陷的检测，孔隙度和密度的测定以及物理尺寸的测量等；二是微波烧结，采用微波对陶瓷件进行烧结可以获得致密而且烧结良好的产品；三是微波干燥，采用微干燥陶瓷坯体所需时间很短，坯体不易变形和开裂。（1）微波加热原理：基于微波与物质相互作用吸收而产生的热效应。（2）微波的显著特点：对于良导

26、体能产生全反射而极少被吸收。所以，良导体一般不能用于微波直接加热；而对于不导电的介质，只在其表面发生部分反射，其余部分透热，因此，湿的陶瓷坯体可以用微波进行干燥。加热具有选择性。也就是说微波产生的热量与被干燥介质有关。潮湿陶瓷坯体会大量吸收微波而发热，而一旦水分下降，升温速度会自动下降，出现自动平衡。这种自动平衡作用使坯体加热干燥更均匀。据资料报道，微波干燥碗类产品，连模干燥时间可由几十分钟缩短至 153min，产量为 500 件h，而干燥高度为 80cm 的花瓶，脱模时间可从 4h 缩短为 4min。可见微波干燥是一种快速安全的干燥方式。据英国资料介绍，最近新发展起来的微波真空干燥技术能显著

27、提高干燥品质和速度。这项技术是先用微波把陶瓷坯件加热到 4060，然后使用真空或部分真空抽出热湿气体。这一技术常用于自动化装置中，用来干燥各种不同的陶瓷产品。它缩短了干燥时间，在盘子生产中，脱模时间可从 20min 减少到 90s，而且干燥均匀，消除了变形和开裂。同时提高了产品品质，还延长了模具使用寿命，阴模寿命为 8003000 次，阳模为 600700 次。123、红外干燥 （1）红外线的波长范围为 0.751000m，是一种介于可见光和微波之间的电磁波。一般分为近红外线和远红外线。波长为 0.752.5m 时，称为近红外线，而 2.51000m 之间的红外线称为远红外线。（2）机理：坯体

28、能够吸收红外线并将之转化为热能，因此，利用红外线能对坯体进行干燥。红外线干燥仅仅对于红外线敏感的物质在其强烈吸收的波长区域内有效。而分子吸收红外线的程度与该分子中各原子振动所产生的偶极矩变化的平方成正比。对于非极性分子如 O2、H2、N2等，其两个原子只产生对称性的伸缩振动，分子的偶极矩为零，故对红外线不敏感，也即是不吸收红外线。极性分子如 H2O、CO2等在红外线的作用下分子的键长和键角振动，偶极短反复变化，吸收的能量与偶极矩变化的平方成正比。因此，水分子是红外敏感物质。当入射红外线的频率与含水物质的固有振动频率一致时，就会大量吸收红外线，从而加剧分子的振动与转动，使物体温度升高，水分挥发，

29、进行干燥。下图为水的红外线吸收光谱图。水分在远红外区域有很宽的吸收带，而在近红外区的吸收带较窄。因此，实际的红外干燥应选择波长为 2515mm 的远红外线干燥较好。（3）远红外辐射器：形式很多，但其实质主要由三部分组成，即基体、基体表面能辐射远红外的涂层、热源及保温装置。由热源发出的热量通过基体传到涂层上，再在涂层表面辐射出远红外线。基体：形状有管状、板状或其它形式。金属基体材料一般采用钢和铝合金制成。而陶瓷基体则采用一般耐火材料或 SiC 粘土质或锆英石质耐火材料。辐射涂层：一般采用辐射率较大的某些金属氧化物、氮化物及硼化物等多种材料。一般说来，辐射涂料可分为以下三种：A、全波涂料 以 Si

30、C、-Fe2O3、-Fe2O3为主体，配合其它材料制成的涂料，或以铁、锰、稀土酸钙做成的稀土复合涂料，它们能在远红外实用区 2.515m 全波段内辐射率都较高，故称全波涂料。B、长波涂料 分为锆钛系和锆英石系两种。前者以 ZrO2和 TiO2按一定配比而成，后者则在锆英砂中掺入 Fe2O3、13Cr2O3、MnO2等金属氧化物。在 6m 以外长波部分辐射率高，称为长波涂料。C、短波涂料 富含 SiO2（30-80）或半导体氧化钛 TiOl.9（80左右）的材料及沸石分子筛系材料，在 3.5m 以内有很高的辐射率，故称为短波涂料。远红外涂层的制备有三种方法：涂刷粘结、等离子喷涂和复合烧结。（4）

31、采用远红外干燥有如下特点：干燥速度快，生产效率高。采用远红外干燥时，辐射与干燥几乎同时开始，无明显的预热阶段，因此效率很高。资料表明，远红外干燥生坯的时间比近红外缩短 1/2，为热风干燥的 110。节约能源。远红外干燥速度快，所需时间短，虽然单位时间能耗较大，但单位坯体所需能耗仍然较小。因此，采用远红外干燥可节约能耗。如采用电力为热源的远红外干燥的耗电仅为近红外干燥 12 左右，为蒸汽干燥的 13。设备小巧，造价低，占地面积小，费用低。干燥效果好。采用远红外干燥热湿传导方向一致，因而坯体受热均匀，不易产生干燥缺陷。（五）综合干燥 在实际生产中，常常采用综合干燥，它是根据坯体的不同干燥阶段的特点

32、，将几种干燥方法综合起来，取长补短，达到事半功倍的效果。综合干燥是一种强化干燥方法，能使生坯快速干燥而不致出现干燥缺陷。归纳起来，常采用的综合干燥方法有如下几类：1、辐射干燥和热空气对流干燥相结合目前各国普遍采用热风-红外线干燥：坯体在开始干燥时所必须的热量由红外线供给，保证坯体热扩散和湿扩散方向一致。红外线照射加热一段时间后，内扩散被加快，接着喷射热风，使外扩散加快，如此反复进行，水分可迅速排出。下图所示是英国卡斯帕特公司研制的 Drimax 带式快速干燥器。2、电热干燥与红外干燥、热风干燥相结合 干燥含水率高的大型复杂坯件如注浆坯时，可以先用电热干燥以除去大部分水，然后再采用红外干燥、热风

33、干燥交替进行，以除去剩余水分，可以大大缩短干燥时间，同时又节约能源。14第二节第二节 排排 塑塑 一、排塑的目的和作用 排除粘合剂的工艺称为排塑（胶）。1、目的：新型陶瓷成型时多采用有机塑化剂或粘合剂，如热压铸成型、轧膜成型等；在煅烧时，有机粘合剂在坯体中大量熔化、分解、挥发，会导致坯体变形、开裂，机械强度也会降低。如果粘合剂中含碳较多，氧化气氛不足时，会影响烧结质量，降低制品的最终性能。2、排塑的作用如下：排除坯体中的粘合剂，为下一步烧成创造条件；使坯体获得一定的机械强度；避免粘合剂在烧成时的还原作用。3、排塑吸附剂：作用：包围坯体，并将熔化的塑化剂（如石蜡）及时吸附并蒸发出来。要求：多孔物

34、质、有一定吸附能力和流动性，能全部包围产品，在一定温度范围内，不与产品起化学变化。种类：常用的吸附剂有煅烧氧化铝粉、石英粉，滑石粉、高岭土等，其中以煅烧氧化铝粉的效果为佳。二、排塑过程中的物理化学变化（l）热压铸坯体中石蜡的加热变化 80100：坯体被吸附剂包围，自身温度升高，体积膨胀，坯体中的石蜡开始软化，由固态变成液态，并开始由坯体向吸附剂渗透。100300：坯体中的石蜡由固态变为液态，由坯体内部向边缘迁移，并渗透到吸附剂中去；吸附剂中的液态石蜡炭化成为气态，挥发至窑体空间，这是排蜡最剧烈、最关键的阶段。300600：坯体中石蜡已排除 99左右，这阶段主要是吸附剂中的残余石蜡继续挥发。60

35、01100：坯体中出现低熔物，具备一定的强度，并有 1左右的体积收缩。（2）轧膜成型坯体中聚乙烯醇的加热变化 第一阶段：附着在坯体中的水分挥发，在 100左右，保温一段时间，让水分充分挥发，避免坯件变形和开裂。第二阶段：200-450，聚乙烯醇的分解，产生大量二氧化碳和水。此阶段几乎是恒速进行的。注意：本阶段若升温速度过快，将会造成坯件出现较多的麻坑和气孔。另外，聚乙烯醇的分解，需在氧气中进行。当氧气不足时，聚乙烯醇中的碳生成还原性很强的一氧化碳，在烧结时就不易结晶、成瓷，颜色也不正常。三、影响排塑过程的因素（1）升温速率和保温时间 15 （2）半制品的外形尺寸、壁厚、表面积壁厚越小，表面积 s（cm2）与体积 v（cm3）之比越大，则排塑越容易。（3）塑化剂的成分和数量不同的塑化剂其熔点、沸点、粘度各不相同，与瓷粉的吸附或结合能力也不同，其排除过程的难易程度也不同。（4）吸附剂的性质不同的吸附剂具有不同的吸收和扩散能力。16（5）瓷料的组成与性质 瓷料与塑化剂之间吸附越好，则排除过程越困难而缓慢。四、排塑（蜡）温度制度 工业生产中一般根据塑化剂的种类和数量、制品的大小及形状、坯料系统的性质、吸附剂的性质综合制定排塑的温度制度。1、热压铸成型坯件的排蜡升温制度 2、轧膜成型坯件（以聚乙烯醇为粘合剂）的排塑升温制度