青岛科技大学陶瓷课件8-2干燥.ppt

1、123可塑法和注浆法可塑法和注浆法成型的生坯件，表面不太光成型的生坯件，表面不太光滑，边口都呈滑，边口都呈毛边现象毛边现象；多合模型的注浆坯件会有多合模型的注浆坯件会有接缝痕迹接缝痕迹；某些产品的某些产品的进一步加工进一步加工如如挖底、打孔挖底、打孔等，等，都需要进一步加工修平。都需要进一步加工修平。工厂称此为工厂称此为修坯修坯，这是成型工艺中的一项必，这是成型工艺中的一项必要的工序，决定产品的表面质量、外观质量等。要的工序，决定产品的表面质量、外观质量等。4湿修湿修：坯体的水分：坯体的水分1619。干修干修：坯体的水分：坯体的水分 2。粘结粘结，是制造壶、坯及一些小口花瓶、，是制造壶、坯及一

2、些小口花瓶、坛子等不能一体成型的坯体所坛子等不能一体成型的坯体所 必须的工序。必须的工序。5 排除生坯水分排除生坯水分的过程属于干燥过程。的过程属于干燥过程。目的目的:（1）是提高生坯是提高生坯机械机械强度，减少生坯的变形和强度，减少生坯的变形和破损破损;（2）提高坯体的吸水率，便于进行施釉操作提高坯体的吸水率，便于进行施釉操作;(3)减少燃料消耗，缩短烧成周期。减少燃料消耗，缩短烧成周期。64.3.1坯体中水分的类型与结合方式坯体中水分的类型与结合方式v自由水自由水(机械结合水机械结合水):自由水与物料结合松驰，自由水与物料结合松驰，容易排除。容易排除。干燥过程排除。干燥过程排除。v吸附水吸

3、附水：坯体中的粘土能从大气中吸附一定：坯体中的粘土能从大气中吸附一定的水分，它也较易排除。的水分，它也较易排除。v化学结合水化学结合水：原料矿物分子结构中的水分，：原料矿物分子结构中的水分，如结构水、结晶水等。如结构水、结晶水等。v最牢固，排除时需要较大的能量，如高岭土最牢固，排除时需要较大的能量，如高岭土的结构水的排出需在的结构水的排出需在400600内进行。内进行。v74.3.2 坯体干燥过程坯体干燥过程v介质与坯体之间既有热交换，又有质交换，可以将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：其分为下面三个既同时进行又相互联系的过程：v(1)传热过

4、程传热过程v 干燥介质的热量以对流方式传给坯体表面，又以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。传导方式从表面传向坯休内部。(2)外扩散过程（表面蒸发）外扩散过程（表面蒸发）坯体表面产生的水蒸汽，在浓度差的作用坯体表面产生的水蒸汽，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下，以扩散方式由坯体表面向干燥介质中移动。8(3)内扩散过程内扩散过程v 由于湿坯体表面水分蒸发，使其内部产生湿度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，称湿传导或湿扩散层扩散，称湿传导或

5、湿扩散。94.3.3.4.3.3.干燥过程及干燥收缩与变形干燥过程及干燥收缩与变形（1）干燥过程）干燥过程l升速干燥阶段升速干燥阶段l等速干燥阶段等速干燥阶段l降速干燥阶段降速干燥阶段l平衡阶段平衡阶段（预热阶段）（预热阶段）干燥过程曲线图干燥过程曲线图10v(1)升速干燥阶段升速干燥阶段(加热阶段加热阶段)v 由于干燥介质在单位时间内传给坯体表面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，直至等于干燥介此受热表面温度逐步升高，直至等于干燥介质的湿球温度，此时表面获得热与蒸发耗热质的湿球温度，此时表面获

6、得热与蒸发耗热达到动平衡，温度不变。达到动平衡，温度不变。v此阶段坯体水分减少，干燥速率增加。此阶段坯体水分减少，干燥速率增加。v时间很短，排除水分不多。时间很短，排除水分不多。11v(2)等速干燥阶段等速干燥阶段v 由于坯体含水分较高，表面蒸发了多少水量，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，即坯体内部水分移内部就能补充多少水量，即坯体内部水分移动速度动速度(内扩散速度内扩散速度)等于表面水分蒸发速度，等于表面水分蒸发速度，亦等于外扩散速度。亦等于外扩散速度。v本阶段是排除自由水，故坯体会产生体积收本阶段是排除自由水，故坯体会产生体积收缩缩;若操作不当，干燥过快，坯体

7、极易变形、若操作不当，干燥过快，坯体极易变形、开裂，造成干燥废品。开裂，造成干燥废品。12v(3)降速干燥阶段降速干燥阶段v 坯体含水量减少，内扩散速度赶不上表面水坯体含水量减少，内扩散速度赶不上表面水分蒸发速度和外扩散速度，表面不再维持潮分蒸发速度和外扩散速度，表面不再维持潮湿，干燥速率逐渐降低。湿，干燥速率逐渐降低。v当物料水分下降至等于平衡水分时，干燥速当物料水分下降至等于平衡水分时，干燥速率变为零，干燥过程终止。率变为零，干燥过程终止。v由于本阶段排除的是大气吸附水，坯体不产由于本阶段排除的是大气吸附水，坯体不产生体积收缩，不会产生干燥废品。生体积收缩，不会产生干燥废品。134.3.4

8、 4.3.4 干燥缺陷产生的条件及开裂类型干燥缺陷产生的条件及开裂类型（1）条件）条件u 干燥制度或坯体造型不妥等情况。干燥制度或坯体造型不妥等情况。u 坯体干燥过程中形成的坯体干燥过程中形成的水分梯度使坯体出现水分梯度使坯体出现不均匀的收缩不均匀的收缩，从而产生，从而产生应力应力。u当应力大于呈塑性状态的坯体强度时，就会引当应力大于呈塑性状态的坯体强度时，就会引起开裂。起开裂。14（2）开裂类型）开裂类型u 整体开裂整体开裂u 边缘开裂边缘开裂u 中心开裂中心开裂u 表面裂纹表面裂纹u 结构裂纹结构裂纹154.3.5.干燥制度的确定干燥制度的确定而干燥速度一般通过而干燥速度一般通过介质温度介

9、质温度和和湿度湿度、流速流速和和流量流量控制。控制。最佳干燥制度最佳干燥制度：在最短时间内获得无干燥缺：在最短时间内获得无干燥缺陷的生坯的制度。陷的生坯的制度。干燥制度是干燥制度是坯体进行干燥时的条件总和坯体进行干燥时的条件总和。它。它包括包括、进入和排出干进入和排出干燥剂的温度和相对湿度燥剂的温度和相对湿度、和干燥终了后的和干燥终了后的等。等。161.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u内因：含水率、生坯的组成与结构等。内因：含水率、生坯的组成与结构等。(粗粗颗粒和瘠性料颗粒和瘠性料)u外因：生坯温度外因：生坯温度 温度升高温度升高,内扩散阻力减小内扩

10、散阻力减小（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及生坯表面的温度;干燥介质的流速和方向干燥介质的流速和方向;生坯表面粘滞气膜的厚度、生坯表面粘滞气膜的厚度、热量的供给方式、干燥方法等。热量的供给方式、干燥方法等。172.其它影响因素其它影响因素u 坯体的形状、大小和厚度坯体的形状、大小和厚度u 干燥器的结构是否合理干燥器的结构是否合理u 坯体在干燥器中的放置方式与空气流通情坯体在干燥器中的放置方式与空气流通情况况u 干燥的均匀程度干燥的均匀程度a.一个坯体的每个部位一个坯体的每个部位b.整个干燥器同时干

11、燥的各各坯体间整个干燥器同时干燥的各各坯体间184.3.6 干燥方法干燥方法1.自然干燥自然干燥最古老、传统的干燥方法。最古老、传统的干燥方法。利用利用自然的空气对流自然的空气对流使坯体内的水分蒸发使坯体内的水分蒸发并带走而干燥的方法。并带走而干燥的方法。192.对流干燥对流干燥是是利用利用热气热气（烟气或热空（烟气或热空气）气）的的对流传对流传热作用热作用，将热，将热传给坯体，使传给坯体，使坯体内的坯体内的水分水分蒸发而干燥蒸发而干燥的的方法。方法。陶瓷工业应用陶瓷工业应用最广泛。最广泛。室式干燥室式干燥20隧道干燥器隧道干燥器1-鼓风机；鼓风机；2-总进热气道；总进热气道；3-连同进热气道

12、；连同进热气道；4-支进热气道；支进热气道；5-干燥隧道；干燥隧道；6-废气排除道；废气排除道；7-排风机排风机21总的来说，总的来说，热扩散方向与湿扩散方向相反热扩散方向与湿扩散方向相反，不利于干燥速度提高。不利于干燥速度提高。可调整干燥制度：分段控制、多次循环、可调整干燥制度：分段控制、多次循环、高速送风、脉冲送风等。高速送风、脉冲送风等。223.工频电干燥工频电干燥是将工频是将工频电流通过坯体进行干燥的方法。电流通过坯体进行干燥的方法。属属内热式内热式干燥干燥。特点：特点：（1）能实现）能实现（2），干燥速度，干燥速度快，单位热耗小。快，单位热耗小。234.微波干燥微波干燥 是以是以微波

13、辐射微波辐射使生坯内使生坯内极性强的分子极性强的分子（主要（主要是水分子）的是水分子）的随交变电场的变化而随交变电场的变化而，发生摩擦而转化为热能使生坯干燥的方法。发生摩擦而转化为热能使生坯干燥的方法。坯体单位时间、单位体积内产生的热量与坯体单位时间、单位体积内产生的热量与频频率、电场强度及坯体的介质损耗率、电场强度及坯体的介质损耗有关。有关。24主要特点：主要特点：（1 1）均匀快速。）均匀快速。热、湿传导方向一致热、湿传导方向一致（2 2）具有选择性）具有选择性（3 3）热效率高）热效率高（4 4）干燥设备体小、轻巧，便于自控）干燥设备体小、轻巧，便于自控（5 5）具有微波辐射，需进行特殊

14、防护。）具有微波辐射，需进行特殊防护。（6 6）设备费用高，耗电量大。）设备费用高，耗电量大。255.远红外干燥远红外干燥（1）原理）原理是是利用利用远红外辐射元件远红外辐射元件发出的发出的远红外线远红外线为为被加热物体所吸收，直接转变为热能而达被加热物体所吸收，直接转变为热能而达到加热干燥的方法。到加热干燥的方法。26水是红外敏感物质水是红外敏感物质，在红外线的作用下水分，在红外线的作用下水分子的子的键长和键角振动键长和键角振动，偶极矩反复改变，吸，偶极矩反复改变，吸收的能量与偶极矩变化的平方成正比，干燥收的能量与偶极矩变化的平方成正比，干燥过程主要是由水分子大量吸收辐射能，因此过程主要是由

15、水分子大量吸收辐射能，因此效率很高。效率很高。水分的红外吸收光谱图水分的红外吸收光谱图27（3）远红外干燥的优点）远红外干燥的优点n 干燥速度快，生产效率高干燥速度快，生产效率高辐射与干燥几乎同时开始，无明显的预热阶辐射与干燥几乎同时开始，无明显的预热阶段。段。实际的例子很多，如：原用实际的例子很多，如：原用8080热风干燥要热风干燥要2 2 h h时的生坯，改用远红外干燥，生坯温度约时的生坯，改用远红外干燥，生坯温度约8080，仅需，仅需10 10 minmin。又如卫生器生坯在通风的厂房里要干燥又如卫生器生坯在通风的厂房里要干燥1818天，天，改用近红外干燥仅用改用近红外干燥仅用1 1天，再改用远红外干燥，天，再改用远红外干燥，时间和能量消耗又都减少时间和能量消耗又都减少1/21/2左右。左右。285.综合干燥综合干燥生产中根据生坯不同干燥阶段特点，将生产中根据生坯不同干燥阶段特点，将几种几种方法综合起来以达到快速干燥的目的方法综合起来以达到快速干燥的目的的方法。的方法。例如大型注浆坯先在原地用电热干燥，达到降例如大型注浆坯先在原地用电热干燥，达到降速阶段移入干燥器，施釉之后再用远红外辐射速阶段移入干燥器，施釉之后再用远红外辐射干燥，并准备烧成。干燥，并准备烧成。