青島科技大學(xué)陶瓷課件8-2干燥

第四章成型與干燥14.2修坯與粘結(jié)2可塑法和注漿法成型的生坯件，表面不太光滑，邊口都呈毛邊現(xiàn)象；多合模型的注漿坯件會(huì)有接縫痕跡；某些產(chǎn)品的進(jìn)一步加工如挖底、打孔等，都需要進(jìn)一步加工修平。工廠(chǎng)稱(chēng)此為修坯，這是成型工藝中的一項(xiàng)必要的工序，決定產(chǎn)品的表面質(zhì)量、外觀質(zhì)量等。3濕修：坯體的水分16～19％。干修：坯體的水分<2％。粘結(jié)，是制造壺、坯及一些小口花瓶、壇子等不能一體成型的坯體所必須的工序。

44.3坯體干燥排除生坯水分的過(guò)程屬于干燥過(guò)程。目的:（1）是提高生坯機(jī)械強(qiáng)度，減少生坯的變形和破損;

（2）提高坯體的吸水率，便于進(jìn)行施釉操作;

(3)

減少燃料消耗，縮短燒成周期。54.3.1坯體中水分的類(lèi)型與結(jié)合方式自由水

(機(jī)械結(jié)合水):自由水與物料結(jié)合松馳，容易排除。干燥過(guò)程排除。吸附水：坯體中的粘土能從大氣中吸附一定的水分，它也較易排除。

化學(xué)結(jié)合水：原料礦物分子結(jié)構(gòu)中的水分，如結(jié)構(gòu)水、結(jié)晶水等。最牢固，排除時(shí)需要較大的能量，如高嶺土的結(jié)構(gòu)水的排出需在400—600℃內(nèi)進(jìn)行。

64.3.2坯體干燥過(guò)程介質(zhì)與坯體之間既有熱交換，又有質(zhì)交換，可以將其分為下面三個(gè)既同時(shí)進(jìn)行又相互聯(lián)系的過(guò)程：

(1)傳熱過(guò)程干燥介質(zhì)的熱量以對(duì)流方式傳給坯體表面，又以傳導(dǎo)方式從表面?zhèn)飨蚺餍輧?nèi)部。(2)外擴(kuò)散過(guò)程（表面蒸發(fā)）

坯體表面產(chǎn)生的水蒸汽，在濃度差的作用下，以擴(kuò)散方式由坯體表面向干燥介質(zhì)中移動(dòng)。7

(3)內(nèi)擴(kuò)散過(guò)程

由于濕坯體表面水分蒸發(fā)，使其內(nèi)部產(chǎn)生濕度梯度，促使水分由濃度較高的內(nèi)層向濃度較低的外層擴(kuò)散，稱(chēng)濕傳導(dǎo)或濕擴(kuò)散。84.3.3.干燥過(guò)程及干燥收縮與變形（1）干燥過(guò)程升速干燥階段等速干燥階段降速干燥階段平衡階段（預(yù)熱階段）干燥過(guò)程曲線(xiàn)圖9(1)升速干燥階段(加熱階段)

由于干燥介質(zhì)在單位時(shí)間內(nèi)傳給坯體表面的熱量大于表面水分蒸發(fā)所消耗的熱量，因此受熱表面溫度逐步升高，直至等于干燥介質(zhì)的濕球溫度，此時(shí)表面獲得熱與蒸發(fā)耗熱達(dá)到動(dòng)平衡，溫度不變。此階段坯體水分減少，干燥速率增加。時(shí)間很短，排除水分不多。

10(2)等速干燥階段由于坯體含水分較高，表面蒸發(fā)了多少水量，內(nèi)部就能補(bǔ)充多少水量，即坯體內(nèi)部水分移動(dòng)速度(內(nèi)擴(kuò)散速度)等于表面水分蒸發(fā)速度，亦等于外擴(kuò)散速度。本階段是排除自由水，故坯體會(huì)產(chǎn)生體積收縮;若操作不當(dāng)，干燥過(guò)快，坯體極易變形、開(kāi)裂，造成干燥廢品。11

(3)降速干燥階段坯體含水量減少，內(nèi)擴(kuò)散速度趕不上表面水分蒸發(fā)速度和外擴(kuò)散速度，表面不再維持潮濕，干燥速率逐漸降低。當(dāng)物料水分下降至等于平衡水分時(shí)，干燥速率變?yōu)榱悖稍镞^(guò)程終止。由于本階段排除的是大氣吸附水，坯體不產(chǎn)生體積收縮，不會(huì)產(chǎn)生干燥廢品。124.3.4干燥缺陷產(chǎn)生的條件及開(kāi)裂類(lèi)型（1）條件干燥制度或坯體造型不妥等情況。坯體干燥過(guò)程中形成的水分梯度使坯體出現(xiàn)不均勻的收縮，從而產(chǎn)生應(yīng)力。當(dāng)應(yīng)力大于呈塑性狀態(tài)的坯體強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)引起開(kāi)裂。13（2）開(kāi)裂類(lèi)型

整體開(kāi)裂邊緣開(kāi)裂中心開(kāi)裂

表面裂紋

結(jié)構(gòu)裂紋144.3.5.干燥制度的確定而干燥速度一般通過(guò)介質(zhì)溫度和濕度、流速和流量控制。最佳干燥制度：在最短時(shí)間內(nèi)獲得無(wú)干燥缺陷的生坯的制度。干燥制度是坯體進(jìn)行干燥時(shí)的條件總和。它包括干燥時(shí)間（干燥速度）、進(jìn)入和排出干燥劑的溫度和相對(duì)濕度、坯體干燥前的水分和干燥終了后的殘余水分等。

151.影響干燥速度的因素（1）

影響內(nèi)擴(kuò)散的因素內(nèi)因：含水率、生坯的組成與結(jié)構(gòu)等。(粗顆粒和瘠性料)外因：生坯溫度溫度升高,內(nèi)擴(kuò)散阻力減小（2）

影響外擴(kuò)散的因素干燥介質(zhì)及生坯表面的蒸氣分壓、干燥介質(zhì)及生坯表面的溫度;干燥介質(zhì)的流速和方向;生坯表面粘滯氣膜的厚度、熱量的供給方式、干燥方法等。162.其它影響因素

坯體的形狀、大小和厚度干燥器的結(jié)構(gòu)是否合理

坯體在干燥器中的放置方式與空氣流通情況

干燥的均勻程度a.一個(gè)坯體的每個(gè)部位b.整個(gè)干燥器同時(shí)干燥的各各坯體間174.3.6

干燥方法1.自然干燥最古老、傳統(tǒng)的干燥方法。利用自然的空氣對(duì)流使坯體內(nèi)的水分蒸發(fā)并帶走而干燥的方法。182.對(duì)流干燥是利用熱氣（煙氣或熱空氣）的對(duì)流傳熱作用，將熱傳給坯體，使坯體內(nèi)的水分蒸發(fā)而干燥的方法。陶瓷工業(yè)應(yīng)用最廣泛。室式干燥19隧道干燥器1-鼓風(fēng)機(jī)；2-總進(jìn)熱氣道；3-連同進(jìn)熱氣道；4-支進(jìn)熱氣道；5-干燥隧道；6-廢氣排除道；7-排風(fēng)機(jī)20總的來(lái)說(shuō)，熱擴(kuò)散方向與濕擴(kuò)散方向相反，不利于干燥速度提高。可調(diào)整干燥制度：分段控制、多次循環(huán)、高速送風(fēng)、脈沖送風(fēng)等。213.工頻電干燥是將工頻電流通過(guò)坯體進(jìn)行干燥的方法。屬內(nèi)熱式干燥。特點(diǎn)：（1）能實(shí)現(xiàn)均勻干燥（2）熱擴(kuò)散、濕擴(kuò)散方向一致，干燥速度快，單位熱耗小。224.微波干燥是以微波輻射使生坯內(nèi)極性強(qiáng)的分子（主要是水分子）的運(yùn)動(dòng)隨交變電場(chǎng)的變化而加劇，發(fā)生摩擦而轉(zhuǎn)化為熱能使生坯干燥的方法。坯體單位時(shí)間、單位體積內(nèi)產(chǎn)生的熱量與頻率、電場(chǎng)強(qiáng)度及坯體的介質(zhì)損耗有關(guān)。23主要特點(diǎn)：（1）均勻快速。熱、濕傳導(dǎo)方向一致（2）具有選擇性（3）熱效率高（4）干燥設(shè)備體小、輕巧，便于自控（5）具有微波輻射，需進(jìn)行特殊防護(hù)。（6）設(shè)備費(fèi)用高，耗電量大。245.遠(yuǎn)紅外干燥（1）原理是利用遠(yuǎn)紅外輻射元件發(fā)出的遠(yuǎn)紅外線(xiàn)為被加熱物體所吸收，直接轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏_(dá)到加熱干燥的方法。25水是紅外敏感物質(zhì)，在紅外線(xiàn)的作用下水分子的鍵長(zhǎng)和鍵角振動(dòng)，偶極矩反復(fù)改變，吸收的能量與偶極矩變化的平方成正比，干燥過(guò)程主要是由水分子大量吸收輻射能，因此效率很高。水分的紅外吸收光譜圖26（3）遠(yuǎn)紅外干燥的優(yōu)點(diǎn)干燥速度快，生產(chǎn)效率高輻射與干燥幾乎同時(shí)開(kāi)始，無(wú)明顯的預(yù)熱階段。實(shí)際的例子很多，如：原用80℃熱風(fēng)干燥要2h時(shí)的生坯，改用遠(yuǎn)紅外干燥，生坯溫度約80℃，僅需10min。又如衛(wèi)生器生坯在通風(fēng)的廠(chǎng)房里要干燥18