第11章干燥优秀PPT.ppt
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1、第11章干燥现在学习的是第1页,共70页l l了解干燥机理,了解干燥机理,l了解干燥方法,了解干燥方法,l l了解干燥中形成的缺陷。了解干燥中形成的缺陷。现在学习的是第2页,共70页干燥目的:干燥目的:l提高坯体的强度提高坯体的强度l湿坯的强度较低。一般坯体的强度是随着湿坯的强度较低。一般坯体的强度是随着其含水率的降低而升高。由于湿坯的强度其含水率的降低而升高。由于湿坯的强度低,极易在坯体的搬运、施釉等工序中,低,极易在坯体的搬运、施釉等工序中,造成机械损伤,引起开裂、变形及边角磕造成机械损伤,引起开裂、变形及边角磕碰,所以,将坯体的水分干燥至碰,所以,将坯体的水分干燥至3%以下时,以下时,方
2、可进行搬运、施釉等操作。方可进行搬运、施釉等操作。现在学习的是第3页,共70页减少烧成开裂,节省燃料消耗。减少烧成开裂,节省燃料消耗。坯体经过干燥后,裂纹容易用煤油检查出来,避免将坯体经过干燥后,裂纹容易用煤油检查出来,避免将带裂坯体流入下道工序。同时,若干燥不充分,入窑的带裂坯体流入下道工序。同时,若干燥不充分,入窑的坯体水分过高,在预热带急剧排水和收缩,很容易开裂,坯体水分过高,在预热带急剧排水和收缩,很容易开裂,有时甚至有时甚至“崩裂崩裂”。若要避免开裂,只能降低推车速度,。若要避免开裂,只能降低推车速度,造成产量下降,单位产品的燃料消耗增加。所以,一般造成产量下降,单位产品的燃料消耗增
3、加。所以,一般坯体入窑前水分要小于坯体入窑前水分要小于2%,快速烧成的窑炉,坯体水,快速烧成的窑炉,坯体水分一般要小于分一般要小于0.5%。现在学习的是第4页,共70页l保证釉面质量保证釉面质量l当坯体含水率较高时,对釉浆的吸附能力当坯体含水率较高时,对釉浆的吸附能力会下降。潮湿的坯体,施釉时,容易流釉,会下降。潮湿的坯体,施釉时,容易流釉,难以达到要求的施釉厚度,影响釉面质量。难以达到要求的施釉厚度,影响釉面质量。现在学习的是第5页,共70页11.1干燥的工艺问题干燥的工艺问题一一 粘土的干燥敏感性粘土的干燥敏感性指粘土原料或粘土制品在干燥收缩阶段出现裂纹的倾向性。指粘土原料或粘土制品在干燥
4、收缩阶段出现裂纹的倾向性。粘土的干燥敏感性主要取决于粘土本身的组成、结粘土的干燥敏感性主要取决于粘土本身的组成、结构及其有关的一些因素:如矿物组成、颗粒组成、可塑构及其有关的一些因素:如矿物组成、颗粒组成、可塑性、干燥收缩及干燥后机械强度。性、干燥收缩及干燥后机械强度。现在学习的是第6页,共70页二、湿坯中水分类型及及结构形式l陶瓷湿坯中的水分,按其不同的结构陶瓷湿坯中的水分,按其不同的结构形式共分三种类型:形式共分三种类型:现在学习的是第7页,共70页(1)化学结合水化学结合水l化学结合水是指参与组成矿物晶格的水化学结合水是指参与组成矿物晶格的水分。例如高岭土中有两个分子的结构水分。例如高岭
5、土中有两个分子的结构水(Al2O32SiO22H2O),不能经过干燥除),不能经过干燥除去,排出时需要较高的能量。高岭土的结去,排出时需要较高的能量。高岭土的结构水要在构水要在450650之间才能除去。之间才能除去。现在学习的是第8页,共70页(2)吸附水吸附水l吸附水是指依靠坯料质点静电引力和质吸附水是指依靠坯料质点静电引力和质点间毛细结构形成的毛细管力,存在于物理点间毛细结构形成的毛细管力,存在于物理颗粒表面或微毛细管中的水分。这种水的吸颗粒表面或微毛细管中的水分。这种水的吸附量取决于坯料性质,特别是粘土原料的种附量取决于坯料性质,特别是粘土原料的种类和用量。类和用量。l当坯体的吸附水量与
6、外界达到平衡时,该当坯体的吸附水量与外界达到平衡时,该水称为平衡水。水称为平衡水。现在学习的是第9页,共70页(3)自由水)自由水l自由水又称机械结合水,它分布于固体自由水又称机械结合水,它分布于固体颗粒之间,可以在干燥的过程中全部除去。颗粒之间,可以在干燥的过程中全部除去。在自由水的排出过程中坯体的颗粒相互靠在自由水的排出过程中坯体的颗粒相互靠拢而使坯体收缩,其收缩体积约等于所排拢而使坯体收缩,其收缩体积约等于所排出自由水的体积。因此,自由水又称为收出自由水的体积。因此,自由水又称为收缩水。缩水。现在学习的是第10页,共70页l干燥过程只需排除自由水即可。赶走吸附干燥过程只需排除自由水即可。
7、赶走吸附水没有什么实际意义,因为它很快又从空气中水没有什么实际意义,因为它很快又从空气中吸收水分达到平衡。而结构水一般不在干燥过吸收水分达到平衡。而结构水一般不在干燥过程中排除,而要在烧成过程中除去。一般确定程中排除,而要在烧成过程中除去。一般确定干燥后的含水率时,不应低于平衡水分,否则干燥后的含水率时,不应低于平衡水分,否则坯体还会从大气中吸湿坯体还会从大气中吸湿“反潮反潮”。现在学习的是第11页,共70页三三 干燥过程干燥过程1 1 干燥过程干燥过程(1)升速干燥阶段)升速干燥阶段(2)等速干燥阶段)等速干燥阶段(3)降速干燥阶段)降速干燥阶段(4)平衡阶段)平衡阶段(预热阶段)(预热阶段
8、)现在学习的是第12页,共70页(1)升速干燥阶段)升速干燥阶段l这一阶段的特征是这一阶段的特征是,随着干燥时间的增加随着干燥时间的增加,干燥速率干燥速率逐渐上升逐渐上升,坯体的表面温度坯体的表面温度T T也从也从室温升高到某一数值,而坯体的外观体积室温升高到某一数值,而坯体的外观体积J J几几乎不变,坯体的绝对含水率乎不变,坯体的绝对含水率略有下降。坯略有下降。坯体得到的热量大于汽化所需的热量体得到的热量大于汽化所需的热量,生坯的温生坯的温度会上升。升温阶段的长短取决于坯体的厚度会上升。升温阶段的长短取决于坯体的厚度。坯体越厚,时间越长。度。坯体越厚,时间越长。现在学习的是第13页,共70页
9、(2)等速干燥阶段)等速干燥阶段 l在等速干燥阶段在等速干燥阶段,水分自生坯外表面的连水分自生坯外表面的连续水膜蒸发续水膜蒸发,内部水分不断补充内部水分不断补充,内、外扩内、外扩散速度相等散速度相等,吸收的热量全部用于蒸发。使吸收的热量全部用于蒸发。使得坯体表面温度得坯体表面温度T T不变不变,干燥速率干燥速率不变不变,而而坯体的绝对含水率坯体的绝对含水率显著下降。坯体的外显著下降。坯体的外观体积观体积J J大量收缩。收缩的体积相当于排出大量收缩。收缩的体积相当于排出水的体积。这是最关键的阶段,要求坯体水的体积。这是最关键的阶段,要求坯体干燥均匀,防止因收缩过急或不均匀而导干燥均匀,防止因收缩
10、过急或不均匀而导致开裂。致开裂。现在学习的是第14页,共70页(3)降速干燥阶段)降速干燥阶段l在降速干燥干燥阶段,生坯失去外表面的水膜,颗粒靠拢,毛细管的直径更小,使内扩散阻力增大,外扩散因此受到制约,随有绝对含水率的降低而降低。现在学习的是第15页,共70页(4)平衡阶段)平衡阶段l坯体的水分与环境的交换呈平衡状态坯体的水分与环境的交换呈平衡状态,干干燥过程终止燥过程终止,=0,J不变不变,此时的含水率为最终此时的含水率为最终含水率。最终含水率除与周围介质温度、相含水率。最终含水率除与周围介质温度、相对湿度有关外对湿度有关外,还与坯料组成有关。此时,一还与坯料组成有关。此时,一般含水率般含
11、水率2%。现在学习的是第16页,共70页现在学习的是第17页,共70页四、影响干燥速度的因素四、影响干燥速度的因素l(1)物料的性质和结构。)物料的性质和结构。l(2)砖坯的形状和大小。)砖坯的形状和大小。l(3)坯体最初含水量和干燥后残余水分。)坯体最初含水量和干燥后残余水分。l(4)干燥介质的温度、湿度和流速。)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。)干燥介质在干燥器中的温度降。(6)干燥器的构造良好,密封情况和操)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。作情况也对干燥时间有很大影响。现在学习的是第18页,共70页 干燥过程中水分的扩散干燥过程中
12、水分的扩散干燥过程中水分的扩散干燥过程中水分的扩散干燥的实质是水分扩散的过程,是靠内扩散和外扩散来进干燥的实质是水分扩散的过程,是靠内扩散和外扩散来进行的。行的。(1)外扩散:坯体表面的水分以水蒸气形式从表面扩散到周)外扩散:坯体表面的水分以水蒸气形式从表面扩散到周围介质中去的过程,即水分蒸发过程。围介质中去的过程,即水分蒸发过程。(2)内扩散:水分在坯体内部进行移动的过程。)内扩散:水分在坯体内部进行移动的过程。根据水分移动的动力不同可有湿传导和热湿传导两种形式。根据水分移动的动力不同可有湿传导和热湿传导两种形式。a.湿传导(湿扩散)湿传导(湿扩散)b.热湿传导(热扩散)热湿传导(热扩散)现
13、在学习的是第19页,共70页l内、外扩散哪个慢,哪个就成为控制内、外扩散哪个慢,哪个就成为控制因素。影响生坯内扩散的内因有含水率、生因素。影响生坯内扩散的内因有含水率、生坯的组成与结构等。瘠性原料可以减少成型坯的组成与结构等。瘠性原料可以减少成型水分、减少干燥收缩、加速内扩散。生坯温水分、减少干燥收缩、加速内扩散。生坯温度是内扩散的重要外因。温度升高,水的粘度是内扩散的重要外因。温度升高,水的粘度降低、毛细管中水的弯月面表面张力及其度降低、毛细管中水的弯月面表面张力及其合力也降低,可提高水的内扩散速度。同时,合力也降低,可提高水的内扩散速度。同时,也可加快处于降温干燥阶段的生坯内水蒸气也可加快
14、处于降温干燥阶段的生坯内水蒸气的扩散速度。当温度梯度与湿度梯度方向一的扩散速度。当温度梯度与湿度梯度方向一致时会显著加快内扩散速度。致时会显著加快内扩散速度。现在学习的是第20页,共70页 坯体干燥后性质的影响因素坯体干燥后性质的影响因素坯体干燥后性质的影响因素坯体干燥后性质的影响因素1.坯体干后性质与后继工序的关系坯体干后性质与后继工序的关系(1)干燥强度)干燥强度(2)坯体的最终含水率)坯体的最终含水率(3)气孔率)气孔率现在学习的是第21页,共70页2.2.影响坯体干燥强度与气孔率的因素影响坯体干燥强度与气孔率的因素影响坯体干燥强度与气孔率的因素影响坯体干燥强度与气孔率的因素(1)原料种
15、类与矿物组成)原料种类与矿物组成现在学习的是第22页,共70页(2 2)坯料粒度及粒度分布坯料粒度及粒度分布坯料粒度及粒度分布坯料粒度及粒度分布现在学习的是第23页,共70页(3 3)吸附阳离子的种类和数量吸附阳离子的种类和数量吸附阳离子的种类和数量吸附阳离子的种类和数量现在学习的是第24页,共70页(4)成型方法成型方法成型方法促使颗粒定向排列,影响气孔率和成型方法促使颗粒定向排列,影响气孔率和干燥强度。干燥强度。现在学习的是第25页,共70页(5 5)干燥温度干燥温度干燥温度干燥温度(6)生坯的最终含水率生坯的最终含水率现在学习的是第26页,共70页现在学习的是第27页,共70页 五、干燥
16、制度的确定五、干燥制度的确定干燥制度是指坯体在各干燥阶段中所规定的干燥制度是指坯体在各干燥阶段中所规定的干干燥速度燥速度(干燥时间),而干燥速度一般通过(干燥时间),而干燥速度一般通过介质温度介质温度和和湿度湿度、流速流速和和流量流量控制。控制。最佳干燥制度:在最短时间内获得无干燥缺陷最佳干燥制度:在最短时间内获得无干燥缺陷的生坯的制度。的生坯的制度。现在学习的是第28页,共70页五、干燥制度的确定五、干燥制度的确定一一影响干燥速度的因素影响干燥速度的因素1.影响内扩散的因素影响内扩散的因素(1)内因:含水率、生坯的组成与)内因:含水率、生坯的组成与结构等。结构等。(2)外因:生坯温度)外因:
17、生坯温度现在学习的是第29页,共70页现在学习的是第30页,共70页2.影响外扩散的因素影响外扩散的因素干燥介质及生坯表面的蒸气分压、干燥介质及干燥介质及生坯表面的蒸气分压、干燥介质及生坯表面的温度,干燥介质的流速和方向,生坯表生坯表面的温度,干燥介质的流速和方向,生坯表面粘滞气膜的厚度、热量的供给方式、干燥方法。面粘滞气膜的厚度、热量的供给方式、干燥方法。现在学习的是第31页,共70页现在学习的是第32页,共70页3.其它影响因素其它影响因素(1)(1)坯体的形状、大小和厚度坯体的形状、大小和厚度(2)(2)干燥器的结构是否合理干燥器的结构是否合理(3)(3)坯体在干燥器中的放置方式与空坯体
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