陶瓷生产技术及设备

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1、,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本课程讲授的主要内容：,陶瓷工艺学,：第,6,、,7,、,8,、,9,、,10,、,11,章。,耐火材料工艺学,：第,5,、,6,、,7,、,8,、,10,、,11,章的主要内容。,陶瓷热工设备,：第,1,、,2,章的主要内容。,第一章 原料的处理,绪 言,陶瓷制品的一般生产工艺过程：,烧后处理,模型制作,工作模,坯料制备,成 型,釉浆制作,釉浆性能,检测,干 燥,检 验,施 釉,烧 成,检 验,入 库,坯料制备流程,

2、：,真空练泥,硬质颗粒料,粘土类原料,风化、拣选除杂,配 料,湿法球磨,过筛、除铁,压滤榨泥,泥饼陈腐,水、电解质,过 筛,浆 池,陈腐浆池,注浆成型坯料,（泥 浆）,挤制泥段,可塑成型坯料,（泥团、泥段）,喷雾干燥制粉,粉料过筛,料仓陈腐,压制成型坯料,（粉 料）,泥浆泵,泥浆性,能检测,1.1,原料的精选,一、精选方法,原料精选主要是对原料进行分离、提纯，除去其中的各种杂质（尤其是铁质矿物），使之满足制品的质量性能要求。,精选方法分类,（一）物理方法：,适用于除去与原料颗粒以分离状态存在的杂质。,物理方法：分级法、磁选法、超声波法,化学方法：溶解法、升华法,物理化学方法：浮选法、电解法,1

3、.,分级法：,包括淘洗法、水力旋流法、风选法、筛选法等，在,在硅酸盐工业中被普遍采用。主要是利用矿物颗粒的尺寸大小或密度差别来进行分离的。,（,1,）淘洗法,1.1,原料精选,1.,分级法,（一）物理方法,（,2,）水力旋流法,1.1,原料精选,1.,分级法,水力旋流器结构示意图,进浆管,溢流管,排砂管,短圆筒,磁选法和超声波法都是用来分离原料中的含铁矿物的。,1.1,原料精选,2.,磁选法,磁选是利用矿物的磁性差别，根据被磁化物质在磁场中将受到磁力作用的原理，将铁及其氧化物从原料中分离出来。磁选法对除去粗颗粒的强磁性铁质矿物较为有效。,矿 物,化学式,相对磁性,金属铁,Fe,100,磁铁矿,

4、Fe,3,O,4,40.2,钛铁矿,FeTiO,3,24.7,菱铁矿,FeCO,3,1.82,赤铁矿,Fe,2,O,3,1.32,金红石,TiO,2,0.37,黄铁矿,FeS,2,0.23,（一）物理方法,1.1,原料精选,超声波法是将浆体物料置于超声波作用下，使得原料颗粒和水溶液都产生高频振动，互相碰撞与摩擦，进而导致原料颗粒表面的氧化铁和氢氧化铁避免剥离脱落。,（二）化学方法,3.,超声波法,（一）物理方法,基于化学反应原理而进行的原料精选方法。其目的主要是,除去原料中难以以颗粒形式分离的微细含铁杂质，如硫化铁、氢氧化铁等。,（二）化学方法,1.,升华法,系在高温下使原料中的铁质矿物与氯气

5、反应，生成挥发性或可溶性的物质而除去。由于氯气的毒性，此法很少用。,2.,溶解法,用酸或其他反应剂对原料进行处理，通过反应使原料中的铁质矿物变为可溶盐，然后再进行水洗除去之。例如，对细磨之后的氧化铝原料进行的酸洗。,（三）物理化学方法,1.,电解法,是基于电化学原理除去铁质矿物的一种方法。在电解过程中，原料中的铁质矿物首先被溶解，然后铁离子向阴极板运动并还原，进而被除去。,（三）物理,化,化学方法,2.,浮选法,是基于各种,矿,矿物对水的,润,润湿性不同,，,，从悬浮液,中,中将憎水颗,粒,粒（如铁质,矿,矿物）粘附,在,在气泡上，,进,进而浮游分,离,离被除去的,方,方法。此法,适,适用于精

6、选,含,含有铁、钛,矿,矿物和有机,物,物的黏土原,料,料。,浮选法中一,般,般须使用适,当,当的浮选剂,以,以提高浮选,效,效果。常用,的,的浮选剂有,：,：石油碘酸,、,、铵盐（,NH,4,NO,3,）、,Na,2,CO,3,、磺酸盐等,。,。,二、粘土原,料,料的风化及,精,精选,（一）粘土,的,的风化处理,粘土风化处,理,理的作用,1,）可促使母岩残渣进一步粘土化，改善原料的可塑性、结合性；,2,）可洗去部分可溶性高价态盐类，有利于改善泥浆性能；,3,）有利于粘土的粉碎和拣选。,二、粘土原,料,料的风化及,精,精选,（二）粘土,的,的精选,高岭土精选工艺流程,矿山,露天开采,球磨筛选机

7、,水力旋流器,压滤榨泥机,滚筒压挤机,带式干燥器,挤出泥条,高岭土成品库,袋装输送陶瓷厂,分级池,沉淀池,粉碎机,筛分,三、硬质料,的,的洗选,1.1,原料精选,主要作用是,除,除去粘附于,其,其上的粘土,、,、有机物等,杂,杂质。方法,主要有：,1.,人工高压水,冲,冲洗,2.,滚筒式洗石,机,机水洗,1.2,原料的预烧,一、预烧的,作,作用,1),稳定有利的,晶,晶型。以保,证,证制品的性,能,能，避免较,大,大的体积效,应,应而带来的,害处（制品,开,开裂）。例,如,如,ZrO,2,、,TiO,2,、,Al,2,O,3,等原料。,对于同质多,晶,晶体原料，,显,显然各种晶,型,型体的性能

8、,各,各不相同；,但,但是，无论,哪,哪种原料，,稳,稳定的高温,型,型晶体的性,能,能最优良。,1.2,原料的预烧,一、预烧的,作,作用,对于,ZrO,2,：,四方相转变,为,为单斜相非,常,常迅速，,引,引起很大的,体,体积变化，,易,易使制品开,裂,裂。,通过预烧，,并,并在氧化锆,中,中加入某些,氧,氧化物,(,如,CaO,、,MgO,、,Y,2,O,3,等,),能形成稳定,立,立方固溶体,，,，不再发生,相,相变，这种,氧,氧化锆称为完全稳定氧,化,化锆,(FSZ),，其力学性,能,能低，抗热,冲,冲击性差,.,若减少加入,的,的氧化物数,量,量，使部分,氧,氧化锆以四,方,方相的形

9、式,存,存在，而大,部,部分氧化锆,以,以等轴相存,在,在，即只使,一,一部分氧化,锆,锆完全稳定,，,，所以称其,为,为,部分稳定氧,化,化锆,(PSZ),。,由于四方相,向,向单斜相的,转,转变可通过,应,应力诱发产,生,生，故当受,到,到外力作用,时,时，这种相,变,变将吸收能,量,量而使裂纹,尖,尖端的应力,场,场松弛，增,加,加裂纹扩展,阻,阻力，从而,可,可大幅度提,高,高陶瓷材料,的,的韧性。因,此,此,PSZ,比,FSZ,更有利于保,证,证氧化锆制,品,品的力学性,能,能。,单斜型,四方型,等轴型,1000,2300,V=79%,5.68,6.10,6.09,1.2,原料的预烧

10、,一、预烧的,作,作用,1,、稳定有利,的,的晶型。,对于,TiO,2,：,对于,Al,2,O,3,：氧化铝陶,瓷,瓷的生产，,其,其最初原料,都,都是工业氧,化,化铝（,-Al,2,O,3,）,使用前必须,经,经过预烧，,使,使之转变为,-,Al,2,O,3,。,板钛矿,锐钛矿,金红石,650,915,4.244.27,3.843.90,3.904.00,d=,氧化钛原料,是,是否预烧，,要,要根据其用,途,途和用量而,定,定。生产含,钛,钛电容器陶,瓷,瓷时，希望,其,其中的,TiO,2,都以金红石,相,相存在，故,原,原料须预烧,。,。,-Al,2,O,3,-Al,2,O,3,950,V

11、=,14.3%,1.2,原料的预烧,一、预烧的,作,作用,2),改变原料的,物,物性或某种,特,特殊结构。,如,如石英硬度,大,大，不易粉,碎；滑石具,有,有片状结构,，,，易造成颗,粒,粒定向排列,；,；生,ZnO,量多时,易造成缩釉,；,；调节坯料,的,的可塑性，,将,将部分强塑,性,性粘土预烧,。,。,3),可消除部分,杂,杂质，提高,原,原料纯度。,二、预烧温,度,度,原料种类,预烧温度（）,备 注,粘 土,700 900,石 英,900 1000,预烧后急冷,滑 石,13501450,氧化锌,1250,工业氧化铝,13001600,常添加,0.33%,的,H,3,BO,3,等稳定剂,

12、氧化钛,12501300,温度不能太高，且须保证氧化气氛,氧化锆,1500,须加入适当稳定剂,1.陶瓷和,耐,耐火材料原,料,料预烧的目,的,的有哪些？,普,普通陶瓷生,产,产过程中哪,些,些原料在何,情,情况下需要,预,预烧；2.,试,试写出陶瓷,塑,塑性坯料制,备,备的工艺流,程,程。,第二章 坯,釉,釉料制备,一、塑性坯,料,料制备流程,2.1,坯料制备工,艺,艺流程,流程,1:,利用瓷石粉,和,和高岭土不,子,子直接配料,加,加工,高岭土不子,的,的制备流程,：,：,塑性坯料制,备,备流程的两,种,种情况：,情况,A,硬质原料单,独,独干法细碎,，,，细度达到,325,目以上；再,与,

13、与高岭土配,料,料,化浆。,一、塑性坯,料,料制备流程,流程,1:,利用,瓷,瓷石,粉,粉和,高,高岭,土,土不,子,子直,接,接配,料,料加,工,工,情况,B,硬质,原,原料,和,和高,岭,岭土,先,先称,量,量配,料,料，,再,再一,起,起干,法,法细,碎,碎，,然,然后,化,化浆,。,。,流程,1,的特,点,点：,1,）不,用,用球,磨,磨，,减,减少,设,设备,，,，节,约,约电,耗,耗，,节,节省,投,投资,费,费用,。,。,2,）原,料,料生,产,产专,业,业化,，,，有,利,利于,提,提高,和,和保,证,证原,料,料质,量,量，,对,对瓷,厂,厂稳,定,定产,品,品质,量,量有,

14、利,利。,3,）雷,蒙,蒙粉,中,中含,铁,铁量,较,较高,，,，生,产,产上,要,要加,强,强除,铁,铁。,一、,塑,塑性,坯,坯料,制,制备,流,流程,流程,1,的特,点,点：,4,）雷,蒙,蒙粉,颗,颗粒,级,级配,不,不合,理,理，,泥,泥料,可,可塑,性,性不,好,好。,5,）由,于,于硬,质,质原,料,料和,软,软质,原,原料,密,密度,、,、硬,度,度相,差,差较,大,大，,混,混合,雷,雷蒙,细,细碎,时,时，,易,易使,同,同一,批,批混,合,合雷,蒙,蒙粉,中,中前,后,后组,成,成相,差,差大,。,。,6,）雷,蒙,蒙机,粉,粉碎,时,时粉,尘,尘大,，,，除,尘,尘要,

15、求,求高,。,。,流程,2:,硬质,料,料单,独,独干,法,法中,碎,碎，,软,软、,硬,硬质,料,料一,起,起湿,法,法细,碎,碎,流程,2,的特,点,点：,1,）坯,料,料混,合,合的,均,均匀,性,性好,，,，颗,粒,粒级,配,配比,较,较合,理,理，,细,细颗,粒,粒较,多,多，,可,可塑,性,性相,对,对提,高,高。,2,）各,种,种原,料,料均,能,能较,好,好地,被,被细,碎,碎，,细,细碎,工,工艺,的,的适,应,应性,强,强。,3,）球,磨,磨效,率,率较,低,低，,不,不便,于,于连,续,续化,生,生产,，,，电,耗,耗大,，,，投,资,资费,用,用较,高,高。,4,）中,

16、碎,碎采,用,用干,法,法轮,碾,碾或,雷,雷蒙,机,机粉,碎,碎，,粉,粉尘,大,大，,除,除尘,设,设备,投,投入,大,大。,流程,2:,硬质,料,料分,别,别单,独,独干,法,法中,碎,碎，,软,软、,硬,硬质,料,料一起,湿,湿法,细,细碎,粉料,一、,塑,塑性,坯,坯料,制,制备,流,流程,流程,3:,硬质,料,料分,别,别单,独,独粗,碎,碎，,软,软、,硬质,料,料,一起湿法,中,中细,碎,碎,石英,长石,硬质粘土,软质粘土,煅烧洗选,洗选,拣选,拣选,粗碎,粗碎,粗碎,称量,湿法轮碾,过筛除铁,浆池搅拌,浆泵输送,球磨机,过筛除铁,浆池搅拌,喷雾干燥制粉,粉料过筛,浆粉混合制泥,压滤榨泥,泥料粗练,泥料陈腐,精练,塑性泥料,特点,：,：干法,配,配料,准,准确,，,，中,碎,碎无,粉,粉尘,产,产生,。,。但,软硬,质,质料,同,同时,入,入磨,细,细碎,会,会在,一,一定,程,程度,上,上影,响,响球,磨,磨效,率,率。,一、,塑,塑性,坯,坯料,制,制备,流,流程,流程,4:,硬质,料,料干,法,法中,碎,碎、,湿,湿法,细,细碎,，,，粘,土,土化,浆,浆后,配,