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陶瓷原料加工技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)分析探討
發(fā)布時(shí)間:2015-07-25
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陶瓷產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中,陶瓷原料加工所消耗的能源占用很大的比重。同時(shí)陶瓷原料加工的質(zhì)量也決定著產(chǎn)品的品質(zhì)。因此原料加工技術(shù)的研究應(yīng)主要圍繞降低能源消耗,提高漿料及粉料的質(zhì)量來展開。
先談?wù)勌沾蓾{料的制備。目前陶瓷漿料廣泛運(yùn)用的制備工藝是:陶瓷原料經(jīng)球磨機(jī)濕法碾磨的一次性制漿方法。該方法的原料分散均勻度好,但碾磨的效率不高。建陶行業(yè)陶瓷原料多為天然礦物,原料的進(jìn)料粒度大約一厘米左右,磨球的直徑通常在4-10厘米,比表面積小。球磨機(jī)工作時(shí),至少兩倍于物料重量的筒體及內(nèi)襯一起轉(zhuǎn)動(dòng),球磨機(jī)一次加工的原料重量在幾十至上百噸,這將消耗大量的能源。
磨機(jī)的轉(zhuǎn)速在每分鐘十幾至幾十轉(zhuǎn),依靠磨球的自由落體將原料粗顆粒砸碎。原料初始的粒徑大,初期的破碎依靠磨球的沖擊作用來進(jìn)行,隨著原料粒度的下降,沖擊破碎效果會(huì)迅速降低,此后的效率取決于磨球的比表面積及磨球與原料間的相對(duì)摩擦。球磨機(jī)的磨球直徑大、轉(zhuǎn)速低,使得磨球與原料間的相對(duì)摩擦的頻率低,*終導(dǎo)致碾磨效率低下。也有采用陶瓷原料經(jīng)雷蒙機(jī)碾磨后,加水?dāng)嚢柚茲{或造粒的方法。這種方法需要所有的原料被預(yù)先加工,由于雜質(zhì)多且混合均勻度不好,目前工業(yè)上極少大規(guī)模使用這種方法。
攪拌磨是一種新型的細(xì)粉碎設(shè)備,較多運(yùn)用于噴繪墨水及納米粉體的研磨加工上。其特點(diǎn)是:磨機(jī)工作時(shí)筒體保持靜止;磨球直徑很小,大約0.2-10mm;磨機(jī)中的輪盤高速旋轉(zhuǎn)(可達(dá)幾百轉(zhuǎn)),帶動(dòng)磨球及物料相對(duì)摩擦;在高速離心力作用下,粗顆粒物料和磨球貼壁運(yùn)行,細(xì)顆粒集中于磨機(jī)中部被排出,不會(huì)產(chǎn)生過度粉碎,因此研磨效率極高。目前它在傳統(tǒng)陶瓷行業(yè)的坯釉料研磨中還未見使用,原因之一是含有大量雜質(zhì)的天然礦土無法直接使用。
采用球磨與攪拌磨聯(lián)合使用的方法,即球磨完成前期初級(jí)研磨,攪拌磨完成后期的細(xì)磨,將使得傳統(tǒng)陶瓷原料加工效率產(chǎn)生質(zhì)的飛躍。
再說說陶瓷粉體的制備。*常用的干壓成型的制粉工藝是:陶瓷原料經(jīng)濕法碾磨、霧化干燥造粒方法。所獲得的粉料呈空心球形體,粉料流動(dòng)性好,磚坯一致性較好,變形及開裂缺陷較少。但仍然存在產(chǎn)品變形,大規(guī)格的平面產(chǎn)品需要磨邊、刮平。
另一種是干法碾磨,加水干法成球造粒、再烘干的制粉方法。干法制粉解決了濕法碾磨水量高,后期干燥能耗大的缺點(diǎn);由于干法造粒為實(shí)心球,成型坯體的密度大,后續(xù)的干燥、燒成收縮小。但其仍然存在原料混合均勻度差;由于實(shí)心粒子硬度大,成型坯體的粒子間存在微小間隙的缺陷;對(duì)個(gè)性化產(chǎn)品難適應(yīng),工藝普遍適用性差,僅適合潔具或釉面磚的坯料使用,因此一直沒有被大量推廣應(yīng)用。
將霧化干燥造粒所得到的空心顆粒,再經(jīng)干法成球造粒,即可獲得組分及水分均勻、且流動(dòng)性良好的實(shí)心球型粉體,若在其中摻入部分霧化干燥粉體效果會(huì)更好。成型坯體的干燥、燒成變形和收縮將大幅減少,產(chǎn)品的品質(zhì)會(huì)有顯著提高,后期磨削加工的能源消耗也將減少。
另外,漿料與色料干粉的混合;漿料的真空脫泡技術(shù)也是影響干壓產(chǎn)品及注漿產(chǎn)品品質(zhì)的重要環(huán)節(jié),值得關(guān)注。國外在工藝及裝備方面,研究的比我們深,做的比我們好,是因?yàn)樗麄冋嬲昧诵乃?、沉得下來,這值得我們業(yè)內(nèi)人士好好反思、好好學(xué)習(xí)。
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