陶瓷坯体的干燥-精讲课件
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浅析陶瓷高湿坯体的干燥机理及模式技术创造第一生产力,随着现代科技的进步,陶瓷机械行业正发生着日新月异的变化。
陶机的发展给陶瓷生产带来了极大的便利,并革命性地提高了陶瓷的品质。
品质的提升又给陶机提出了更高的要求,两者之间的需求平衡不断被打破,才有了今天陶瓷及陶瓷机械行业一派繁荣的景象。
但繁荣背后也存在一些不足,如一些传统陶瓷产品的部分生产环节依旧延续着80年代的生产工艺,一些新兴产品因某个生产环节脱钩而无法保证其品质。
目前,陶瓷高湿坯体的干燥情况是陶瓷行业需要共同探讨的问题之一。
2 陶瓷高湿坯体的干燥发展状况及出现的问题卫生洁具干燥成形后需放置5~10天,此时含水率约为8%~10%,然后再放入烘干房内1~2天,此时制品已完全干燥。
整个过程耗费了大量的时间与人力,同时这种干燥方式受气候的影响较大,很难保证产品的品质。
其它的高湿坯体,如新兴起的环保建材陶板、传统的西瓦及耐火材料硼板坩锅等干燥周期也较长。
如今在多年从业经验的基础上以及引入国外同行的先进理念,在高湿坯的干燥难题上终于有所突破。
高湿坯体在快速干燥过程中出现的各种开裂和变形等问题。
其主要原因为:干燥过快导致产品内外的含水量相差较大,造成坯体内外收缩不一致,从而导致坯体变形、开裂。
其根本原因是:坯体含水量对坯体体积的影响。
一般地,坯体含水量对体积的影响在一个定量前后相差很大,我们称这个含水量为临界含水量,其值为8%左右(受坯体工艺配方影响)。
如果坯体含水量小于8%时,含水量的变化对体积的影响较小。
因此,在快速干燥过程中合理地控制干燥速度就不易出现坯体变形、开裂等缺陷。
例如,目前墙地砖的成形水分都控制在7%左右,其干燥周期可控制范围为30~90min(坏体越厚需时越长)。
因此,当坯体含水量低于8%以后,可以采用一些现有的干燥手段进行快速干燥。
当坯体中的水分处于临界含水量时,坯体内外的含水量相差较大,对坯体体积的影响较大,内外体积变化不一,易致坯体变形、开裂。
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。
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。
陶瓷窑炉干燥技术-标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII谈谈干燥技术在陶瓷生产中的应用摘要:陶瓷干燥技术一般采用热风烘干技术,能源来源方式有天然气燃烧,煤炭燃烧及电炉等三种方式,但是其干燥周期长而致资金周转慢,均匀性稍差,并且干燥窑炉占地面积大,能耗较大。
关键词:干燥技术、陶瓷胚体、生产应用前言一、干燥技术的原理及特点干燥技术是采用加热、降温、减压或其他能量传递的方式使物料的湿分产生挥发、冷凝、升华等相变过程与物料分离已达到去湿目的的。
干燥过程包括传热和传质两个相互的过程:传热过程中热空气将热量传递给物料,用于汽化其中的水分并加热物料;传质过程物料中的水分蒸发并迁移到热空气中,使物料中水分逐渐降低,得到干燥。
二、干燥过程可分为三个阶段第一阶段是干燥过程中最主要的阶段,此阶段排出大量水分,在整个阶段中,排出速度始终是恒定的,故称等速干燥阶段。
在此阶段中,水分的蒸发仅发生在坯体表面上,干燥速度等于自由水面的蒸发速度,故凡足以影响表面蒸发速度的因素都可以影响干燥速度。
因此,在等速干燥阶段中,干燥速度与坯体的厚度(或粒度)及最初含水量无关。
而与干燥介质(空气)的温度、湿度及运动速度有关。
第二阶段是降速干燥阶段,随着干燥时间的延长,或坯体含水量的减少,坯体表面的有效蒸发面积逐渐减少,干燥速度逐渐降低。
此时,水分从表面蒸发的速度超过自坯体内部向表面扩散的速度,因此干燥速度受空气的温度、湿度及运动速度的影响较小。
水分向表面扩散速度取决于含水量、坯体内部结构(毛细管状况)、水的粘度和物料性质等。
通常非塑性和弱塑性料水分的内扩散作用较强。
粗颗粒比细颗粒的强,水的温度越高,扩散也越容易。
第三阶段干燥速度逐渐接近零,最终坯体水分不再减少。
当空气中干球温度小于100℃时,此时保留在坯体中的水分称为平衡水分。
这部分水分被固体颗粒牢固地吸附着。
平衡水分的多少,取决于物料性质、颗粒大小和干燥介质的温度与相对湿度。