應用領(lǐng)域
ying yong ling yu
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改革開放以來,我國的衛(wèi)生陶瓷工業(yè)相繼從國外引進了二十多條先進生產(chǎn)線,加上合資、獨資企業(yè)帶來的先進生產(chǎn)設備,我們的衛(wèi)生陶瓷坯體干燥這一工序的工藝技術(shù)和設備都有了新的發(fā)展和根本性的變化。
1 干燥方式多樣化
1.1 干燥場所從傳統(tǒng)的車間“原位”干燥,逐步向?qū)S酶稍锸摇耙莆弧备稍锇l(fā)展
為了減少剛脫模坯體的開裂和變形,傳統(tǒng)的干燥工藝大都在成型車間“原位”進行,現(xiàn)在衛(wèi)生陶瓷工廠一般對該工藝進行了完善和改進,在成形車間裝有溫、濕度調(diào)節(jié)和自控設備,特別在工人上班之時,既要照顧到剛脫模的坯體對溫度和濕度的要求,同時也盡可能的適合于工人勞動的需要。隨著干燥工藝進一步的發(fā)展,為了使坯體和模具分開干燥,逐步采用專門的青坯干燥設備,將當天剛脫模的或第二、三天經(jīng)過“原位”干燥的坯體“移位”到專門的干燥室內(nèi),按照特定的干燥制度烘干,最后達到合格青坯的水份要求。
1.2 干燥速度逐步由“慢速”向“快速干燥”發(fā)展
如前所述,由于受成形車間條件的限制,車間溫度低,排濕和升溫有矛盾,因此,干燥速度總是在緩慢的進行,有些大件甚至還需在工位上存放3-4天。
由于采用了專門的青坯干燥室,濕度和溫度都能根據(jù)干燥工藝的要求,進行予先設定,使干燥速度大大加快,有些工廠的干燥室的干燥周期已能縮短到12小時以內(nèi)。
1.3 干燥的作業(yè)方式由間歇式干燥室逐步向輪換式、連續(xù)式發(fā)展
間歇式干燥室比較典型的為帶旋轉(zhuǎn)風機的通道式,該設備的工作完全適應于手工注漿和組合注漿的要求,白天裝坯,一般傍晚開始工作,到第二天白班上班時出坯,運輸一般都采用人工手推干燥車。
由于低壓快排水和高壓注漿工藝的出現(xiàn),成形一天多次出坯甚至二十四小時連續(xù)出坯。這就要求干燥室采用通道輪換式,甚至采用連續(xù)轉(zhuǎn)動的干燥器(以下將專門介紹這種干燥器)。
1.4 干燥介質(zhì)和熱源從原來的熱氣流(煙氣、熱風)干燥逐步向多能源(例如紅外線、微波)發(fā)展
在產(chǎn)生熱氣流的方式上,也逐步的由高壓蒸汽、過熱水、電熱等發(fā)展到充分地利用窯爐的余熱。例如,德國的許多工廠就在大件產(chǎn)品注漿線的存坯架上裝有遠紅外的干燥燈,以加速原坯體內(nèi)部的水分向外遷移。
2 干燥設備的現(xiàn)代化
現(xiàn)在國內(nèi)衛(wèi)生陶瓷工廠的坯體干燥常用設備主要有以下幾種類型:
2.1 在成形車間“原位”干燥,安裝車間溫、濕度自動調(diào)節(jié)設備
該設備主要包括:
(1)自動供熱風和增濕系統(tǒng):主要作用是車間在溫度、濕度達不到設定要求時,能自動向車間內(nèi)部供熱和增濕,以達到干燥坯體和模具的要求。當白天室內(nèi)溫度已達到工藝要求時,供熱風系統(tǒng)會自動關(guān)閉,當濕度已達到要求時,增濕系統(tǒng)也會自動關(guān)閉。該設備主要包括熱風爐、風機、增濕器及車間溫度、濕度自動檢測及自控系統(tǒng)等。
(2)帶有一定濕度的熱風散開和攪拌系統(tǒng):該系統(tǒng)的作用是讓熱風均勻散開,并不停地攪拌,使車間內(nèi)的各部位的溫、濕度基本一致。該設備主要包括散熱片、攪拌風扇(一般為數(shù)百臺的吊扇)等。
(3)車間排濕降溫系統(tǒng):主要作用是在一定的條件下,能把溫、濕度太高的熱風排出車間外,降低溫度和濕度,以適應于白天工人操作的需要。設備包括屋頂進排風機及自控系統(tǒng)等。
上述設備已在南方的幾家工廠安裝使用,效果較為理想。
2.2 帶有錐形不銹鋼罩旋轉(zhuǎn)風機的通道式干燥器
該干燥室一般有2-4個鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)保溫通道,每條通道內(nèi)截面長×寬×高為23.17×2.5×2.18米,前后各有一扇液壓升降推拉門,每條通道內(nèi)存干燥車27臺,并裝有供熱熱風爐或窯爐余熱風機。由旋轉(zhuǎn)風機向坯車均勻送風,溫度可通過程序控制器自動控制,濕度則由坯體蒸發(fā)中的水分調(diào)節(jié),不能自控;通過煙囪和閘板可以向外排除部分濕氣。
該干燥室只能控制溫度,濕度目前不能自控。例如,某廠四通道干燥室的主要技術(shù)規(guī)格及性能如下:
①內(nèi)截面 總高2.810米
總寬15.065米
總長23.650米
②干燥車尺寸 2000×800×1800
③總的容車數(shù) 4×27=108部
④入干燥室水分 15%
⑤出干燥室水分 <2%
⑥工作溫度 120-150℃
⑦干燥周期 20-22小時
⑧單位熱耗 1200×4.18千焦/公斤水
⑨小時蒸發(fā)水量 162公斤水/小時
⑩錐形風機臺數(shù) 8臺
該設備已在國內(nèi)的數(shù)家工廠投產(chǎn)使用,干燥合格率達97%以上。可以間歇式使用,也可以四條通道兩條兩條輪換使用。
2.3 溫、濕度能完全自動控制的通道式干燥器
該干燥室是上面所述的干燥器的進一步發(fā)展,主要特點是溫、濕度均能自動控制。
該設備結(jié)構(gòu)采用固定的鍍鋅框架結(jié)構(gòu),每邊都由隔熱材料制作,以保證室內(nèi)的溫度能達到80℃以上,前后配有2臺卷簾門,在干燥通道的兩側(cè)各設有一條空氣分配通道,中間有多孔的鍍鋅隔板,有2個氣體加熱室及2個氣體燃燒器(功率30-150kW),2臺離心風機;在前面裝有壓縮空氣霧化水的增濕噴嘴及2個自動換向裝置,使熱風能自動換向并穿過整個干燥器的橫斷面,另有1臺排風機及配套的電氣設備,溫度、濕度自控設備等。
燃燒器采用二級工作,在開始燃氣時,用120kW的第二級噴嘴使室內(nèi)的空氣溫度從原始值經(jīng)過一定時間達到希望值,然后大的燃燒器停止。當溫度降至低于希望值約3℃時,開始用30kW的第一級燒嘴,重新達到希望值,再停止,如此反復溫度始終穩(wěn)定在設定值。
2.4 溫濕度分段自控的連續(xù)式快速干燥器
為了適應壓力注漿二十四小時注漿出坯的需要,要求后續(xù)的干燥工序能夠連續(xù)、快速,濕、溫度完全自控。該干燥器主要用于與高壓注漿相配套。據(jù)介紹,該干燥器的結(jié)構(gòu)為多條類似于輥道窯的保溫通道,通道的下部裝有自動循環(huán)傳送的鏈板式傳送帶,鏈板上面鋪有托板,高壓注漿后的坯體經(jīng)過修坯后可用人工或機械手放在托板上,然后通過自動分配系統(tǒng)送入各條通道。
每個通道由五個干燥區(qū)組成,由一個溫度控制器和濕度控制器分別調(diào)節(jié)各個干燥區(qū)的溫度、濕度和熱風流速。基本上做到從第一區(qū)的高濕、低溫、低流速逐步向第五區(qū)的低濕、高溫、高流速狀態(tài)過渡。各區(qū)的溫濕度均可按坯體干燥工藝的要求進行予先設定,干燥熱風與制品形成對流,且充分攪動,確保了每個制品的表面能與氣流充分接觸,進行熱交換。
該干燥器的主要特點是:
(1)干燥過程全部連續(xù)且自動控制。特別適用于與能三班連續(xù)運行的高壓注漿工藝相配套。
(2)干燥周期短。從最初出高壓注漿機的20%左右的水分干燥到1%的水分,整個干燥時間僅需4-8小時。
(3)干燥制度合理,干燥合格率高,特別適用于干燥衛(wèi)生陶瓷的坯體。
(4)干燥熱耗低。由于干燥用過的空氣被抽入空氣加熱器再加熱循環(huán)使用,排風機只從系統(tǒng)內(nèi)抽取一定量的濕空氣,目的是排出一定水分,因此,熱量得到充分利用,干燥能耗低,每干燥1公斤的水只需要1000×4.18千焦的熱量。
3 干燥制度的科學化
干燥制度指根據(jù)產(chǎn)品的質(zhì)量要求確定干燥方法及其干燥過程中各階段的干燥速度和影響干燥速度的參數(shù)。其中包括:干燥介質(zhì)的溫度、濕度、種類、流量與流速等。
衛(wèi)生陶瓷由于下面原因要確保好的干燥質(zhì)量,必須選擇適宜的干燥速度,做到干燥制度科學化。
首先,衛(wèi)生陶瓷屬于大件,厚壁且不均勻,形狀復雜,同在一個坯體中存在單、雙面吸漿,因此各部位的收縮率往往不一致,所以各段干燥速度的選擇十分重要,否則十分容易產(chǎn)生破壞應力。
其次,衛(wèi)生陶瓷的坯體由于用的粘土量較高,而粘土的收縮較大,也就是干燥敏感性——即干燥過程中的收縮階段產(chǎn)生裂縫的傾向較大。
再次,由于衛(wèi)生陶瓷器型復雜,大小不一致,因此衛(wèi)生陶瓷不僅同一坯體各部份的干燥均勻程度不同,而且在同一干燥器內(nèi)的各個不同品種的坯體之間的干燥均衡程度也存在較大差異,因此影響干燥速度的因素十分錯綜復雜。
綜合上述原因,隨著人們對干燥機理的進一步理解和干燥設備的現(xiàn)代化,衛(wèi)生陶瓷干燥制度更趨向于合理、完善和科學化。
3.1 對干燥介質(zhì)的溫度、濕度進行分階段有效控制
根據(jù)坯體干燥不同階段的特性,最初采用低溫、高濕,逐漸升溫減濕,最后進入高溫低濕階段。
3.2 對干燥介質(zhì)的流速和流量進行科學控制
坯體的水分外擴散速度除了受介質(zhì)的溫、濕度影響外,在很大程度取決于干燥介質(zhì)的流速與流量。在干燥的開始階段,為了控制干燥速度,僅要低溫高濕,而且應該控制熱風的流速和流量,否則也會影響坯體開裂。相反,有些產(chǎn)品不宜在介質(zhì)溫度太高的場合下干燥,而可以采用加大介質(zhì)流速和流量來提高干燥的速度。
3.3 在設計干燥曲線時,重視對坯體臨界水份的研究
臨界水份是坯體從等速干燥階段向降速干燥階段轉(zhuǎn)變的轉(zhuǎn)折點,即坯體干燥過程中,干燥收縮基本結(jié)束的水份臨界狀態(tài)點。在這一點之前,如果干燥速度過快,坯體容易開裂和變形;但如果過了臨界水分點由于坯體不再收縮,也就不會產(chǎn)生破壞應力,故可以加快干燥速度。
許多工廠都對本廠坯體的干燥收縮時的臨界含水量進行實驗測定,測出臨界水份狀態(tài)點,從而可以大膽地加快這一點后的干燥速度。
3.4 根據(jù)不同的產(chǎn)品對干燥方式進行選擇,從而決定不同產(chǎn)品的不同干燥制度
例如對一些壁特別厚的坯體和器型特別復雜內(nèi)有空腔的坯體,為了使坯體內(nèi)的熱擴散與濕擴散的方向一致,受熱均勻,干燥速度快,一般在采用熱風介質(zhì)的同時,采用微波干燥及遠紅外干燥等。
掃一掃關(guān)注