2020年陶瓷生产技术及设备概述.ppt

2 3坯釉料制备的主要工序及设备 一 原料破粉碎 本节教学目的与要求 了解各工序的工艺过程及工艺要求 掌握重要工序中影响坯釉料加工质量或性能的因素 掌握各重要工序中坯釉料加工质量或性能的控制与检测方法 一 破粉碎的作用 意义 1 便于各种原料组份混合均匀 并使坯料具有良好的成型性能 2 有利于坯体 釉料 烧成时高温化学反应的顺利进行 从而缩短烧成周期 并降低烧成温度 3 有利于排除原料中的杂质 如通过电磁除铁器消除磁性矿物 过筛除去云母类矿物等 2 3坯釉料制备的主要工序及设备 一 原料破粉碎 二 破粉碎加工过程 视原料本身的性状及工艺所要求的细度而定 目前一般是 粗碎 破碎至40 50mm左右的块度 通用设备为颚式破碎机 中碎 破碎至0 3 0 5mm左右的块度 通用设备为轮碾机 对辊破碎机 圆锥破碎机等 细碎 破碎至产品生产工艺所要求的最终细度 一般要求达到0 06mm以下 陶瓷生产 或0 074mm 0 044mm以下 耐火材料 通用设备为球磨机 筒磨机 雷蒙磨机等等 2 3坯釉料制备的主要工序及设备 一 原料破粉碎 三 破粉碎加工设备 1 鄂式破碎机 a 简单摆动型 b 复杂摆动摆动型 c 综合摆动型 1 定颚 2 动颚 3 推动板 4 连杆 5 偏心轴 6 悬挂轴 主要用于块状料的前级处理 设备结构简单 操作方便 产量高 颚式破碎机 辊式破碎机 2 3坯釉料制备的主要工序及设备 一 原料破粉碎 2 轮碾机 在轮碾机中 物料颗粒在碾盘与碾轮之间的相对滑动及碾轮的重力作用下被研磨 压碎 碾轮越重 尺寸越大 粉碎力越强 轮碾机常可分为轮转式和盘转式两种 用作破碎时 产品的平均尺寸为3 8mm 粉碎时为0 3 0 5mm 轮碾机粉碎效率较低 但它在粉磨过程中同时具有破揉和混合作用 从而可改善物料的工艺性能 同时碾盘的碾轮均可用石材制作 能避免粉碎过程中铁质掺入而造成物料的污染 另外 可较方便地控制产品的粒度 16 固定小刮板 17 固定大刮板 18 刮板架 19 栏杆 2 3坯釉料制备的主要工序及设备 一 原料破粉碎 2 轮碾机 1 电机2 支架3 滑块4 导槽5 减速箱6 圆锥齿轮7 立轴8 碾轮9 水平轴10 碾盘11 衬板12 筛板13 活动刮板14 料槽15 筛板架 轮碾机 2 3坯釉料制备的主要工序及设备 一 原料破粉碎 3 圆锥破碎机 圆锥破碎机的优点是 产能力大 破碎比大 单位电耗低 缺点是 构造复杂 投资费用大 检修维护较困难 1 动锥 2 定锥 3 破碎后的物料 4 破碎腔 按结构又可分为悬挂式和托轴式两种 反击式破碎机的破碎作用 1 自由破碎 2 反弹破碎 3 铣削破碎 锤式破碎机和反击式破碎机主要是利用高速冲击能量的作用使物料在自由状态下沿其脆弱面破坏 因而粉碎效率高 产品粒度多呈立方块状 尤其适合于粉碎石灰石等脆性物料 2 3坯釉料制备的主要工序及设备 一 原料破粉碎 4 反击式破碎机 2 3坯釉料制备的主要工序及设备 一 原料破粉碎 5 锤式破碎机 锤式破碎机的主要工作部件为带有锤子的转子 通过高速转动的锤子对物料的冲击作用进行粉碎 由于各种脆性物料的抗冲击性差 因此 在作用原理上这种破碎机是较合理的 锤式破碎机的优点是生产能力高 破碎比大 电耗低 机械结构简单 紧凑轻便 投资费用少 管理方便 缺点是 粉碎坚硬物料时锤子和篦条磨损较大 金属消耗较大 检修时间较长 需均匀喂料 粉碎粘湿物料时生产能力降低明显 甚至因堵塞而停机 为避免堵塞 被粉碎物料的含水量应不超过10 15 2 3坯釉料制备的主要工序及设备 一 原料破粉碎 6 雷蒙磨机 1梅花架 2辊子 3磨环 4铲刀 5给料部 6返回风箱 7排料部 2 3坯釉料制备的主要工序及设备 一 原料破粉碎 6 雷蒙磨机 物料由机体侧部通过给料机和溜槽给入机内 在辊子和磨环之间受到粉碎作用 气流从磨环下部以切线方向吹入 经过辊子同圆盘之间的粉碎区 夹带微粉排入雷磨机上部的风力分级机中 梅花架上悬有3 5个辊子 绕集体中心轴线公转 公转产生离心力 辊子向外张开 压紧磨环并在其上面滚动 给入磨机内的物料由铲刀铲起并送入辊子与磨环之间进行磨碎 铲刀与梅花架连接在一起 每个辊子前面有一把倾斜安装的铲刀 可使物料连续送至辊子与磨环之间 破碎的物料又经排放风机和分离器进行粒度分级处理 大颗粒重新回到磨机破碎 合格产品则被排出 出料粒度可达到325目 400目 1梅花架 2辊子 3磨环 4铲刀 5给料部 6返回风箱 7排料部 雷蒙磨示意图 粉磨工艺及设备 2 3坯釉料制备的主要工序及设备 一 原料破粉碎 7 球磨机 1 电动机 2 离合器操纵杆 3 减速器 4 摩擦离合器 5 大齿圈 6 筒身 7 加料口 8 端盖 9 旋塞阀 10 卸料管 11 主轴头 12 轴承座 13 机座 14 衬板 15 研磨 间歇式球磨机 连续式球磨机 湖南五菱机械股份有限公司 各种研磨体 一 原料破粉碎 7 球磨细碎 球磨工序的重要性 球磨机粉碎物料的工作原理 撞击 研磨 2 3坯釉料制备的主要工序及设备 一 原料破粉碎 影响球磨效率的因素 1 磨机转速n 7 球磨细碎 一 原料破粉碎 影响球磨效率的因素 1 磨机转速n 理论最佳转速 r min D 磨机的有效内经 实际生产中 球磨效率还受到许多其他因素的影响 例如水的存在和粘土的粘结作用都会在一定程度上减弱球石的冲击作用 因此 实际工作转速往往比理论转速低 当磨机有效内经D D 1 25m时 r min D 1 75m时 r min D 1 25 1 75m r min 影响球磨效率的因素 1 磨机转速n 实际生产中 球磨机的工作转速各厂都是根据自己的具体情况 配方及所用原料的性质 通过一段时间的实验之后确定的 转速比 通常 q值取0 75 0 85 黏土配比量大时 q值趋大 反之亦然 2 料 球 水比值 a 料多球少b 料少球多c 水多料少d 水少料多 球石的填充系数 球石填充的截面积与磨机总有效截面积之比 一般控制为0 4 0 5 加水量也要根据配方及物料性质而定 塑性原料配比量大时 加水量要适当多些 反之亦然 影响球磨效率的因素 2 料 球 水比值 具体的料 球 水比值也要根据根据配方 原料性质等情况 经过实验来确定 一般地 球磨坯料 料 球 水 1 1 5 2 3 0 8 1 2 球磨釉料 料 球 水 1 1 5 2 3 0 45 0 65 目前 生产中趋向增多球石 减少水量 以提高球磨效率 3 球石形状及大小级配 a 对形状的要求 应使球石之间既有较大的接触面积 又有较强的冲击效果 椭球形 扁圆形或短柱状球石 表面无凹坑和裂纹 b 大小级配的概念及要求 所用球石的的大小应考虑磨机的内径D和入磨物料的粒度d0 其最大 临界 直径d应控制为 D 24 d 90d0 目前对球石的大小级配亦无统一标准 也要根据具体情况通过实验确定 影响球磨效率的因素 3 球石形状及大小级配 c 大小级配的维持 球石的拣选及补充 4 球石的材质 主要考虑球石的比重 硬度对冲击效果及其自身磨损速度的影响 a 球石的种类 人造材料和天然材料 b 对球石的要求 i 不含影响原料质量的有害成分 如着色氧化物 ii 密度 比重 大 硬度高 且具有较大强度 iii 价格较低 且能保障供应 5 机内总装填量M M要适当 一般控制为占磨机总容积的80 左右 6 加料方式 先将硬质料入磨 待磨至一定细度后再加其余粘土入磨 有助于提高球磨效率 影响球磨效率的因素 7 磨机内衬材质 a 衬板的作用 b 衬板材质种类 c 橡胶衬的优缺点 i 可相对增大磨机的有效容积约25 提高磨机产量 ii 噪音小 耐磨性好 使用寿命长 一般可达7 8年 而石材衬仅为1 5 2年 iii 更换方便 安全 劳动强度小 更换石材衬约需12天 更换橡胶衬仅需约1天 iv 耐热性差 工作温度不能超过70 80 故需淋水冷却 影响球磨效率的因素 7 磨机内衬材质 影响球磨效率的因素 8 出磨操作 a 粉碎细度合格的坯料或釉料必须出净 否则影响总装填量 降低球磨效率 b 压力出浆 2 6MPa 缩短出浆时间 保证出浆净度 10 助磨剂 电解质 的作用 a 降低物料颗粒的表面能 减少颗粒团聚 b 助磨剂分子 包括水分子 进入物料颗粒的微细裂缝中 积蓄破坏应力 产生 劈裂 作用 9 物料性状 硬度及入磨粒度大小等 2 3坯釉料制备的主要工序及设备 一 原料破粉碎 影响球磨效率的因素 10 助磨剂 电解质 的作用 助磨剂分子 水分子 的 劈裂 作用 2 3坯釉料制备的主要工序及设备 一 原料破粉碎 8 振动细碎 粉碎原理 振动粉碎是利用研磨体在磨机内作高频振动而将物料粉碎的 进料粒度一般在2mm以下 出料粒度小于60 m 干磨最细粒度可达5 m 湿磨可达1 m 甚至可达0 1 m 振动粉碎效率的影响因素 a 频率和振幅b 研磨体的比重 大小 数量c 添加剂 振动频率与粉料比表面积的关系 2 3坯釉料制备的主要工序及设备 一 原料破粉碎 8 振动细碎 行星式振动粉碎原理 行星式振动磨的磨筒既作行星运动 同时又发生振动 磨筒内部的粉磨介质 研磨球 处在离心力场之中 既在一定高度上抛落或泻落 又不断发生振动 其加速度可以达到重力加速度的数十倍乃至数百倍 在这一过程中 对物料施加强烈的碰击力和磨剥力 从而使物料粉碎 振动磨 振动磨工作原理 气流磨 卧式 气流磨 立式 2 3坯釉料制备的主要工序及设备 二 筛分 筛分的作用 确保流入下一道工序的物料颗粒粒度符合工艺要求 及时分离出细度合格的物料颗粒 以减少物料过粉碎现象和降低单位粉碎物料的能耗 确定颗粒的粒度大小及其比例 并避免不合格的粗颗粒混入坯釉料 筛分的方式 干法筛分 湿法筛分 通常 湿法筛分的效率较高 筛分设备 摇动筛 回转筛 振动筛 通常 振动筛的筛分效率最高 摇动筛 振动筛 选粉机和水力旋流器 2 3坯釉料制备的主要工序及设备 三 除铁 一 坯釉料中的铁质物质种类及来源 种类 金属铁 氧化铁 及其他含铁矿物 来源 原料原矿中的含铁矿物 黑云母 角闪石 磁铁矿 褐铁矿 赤铁矿等 开采加工过程中的机器磨耗和混入 二 除铁方法 磁选法 作用在单位质量物料颗粒上的磁力 k 单位质量物料的磁化系数 磁化率 cm3 gH 磁场强度 A mh 磁场等强度面的距离 mdH dh 磁场梯度 A m2 影响磁选效果的因素 2 3坯釉料制备的主要工序及设备 三 除铁 采取磁选法除铁的基本条件 i 存在磁场 ii 外在磁场必须是不均匀磁场 均匀磁场的dH dh 0 iii 被甄选的物质具有较强的磁性 磁化率越大 则磁性越强 含铁矿物按磁化率分为以下四类 1 强磁性矿物 单位磁化率 3000 10 6 如金属铁 磁铁矿 磁黄铁矿 FeS 等 2 中等磁性矿物 单位磁化率300 10 6 3000 10 6 如黑钛铁矿 FeTiO3 菱铁矿 Fe2CO3 赤铁矿 Fe2O3 等 3 弱磁性矿物 单位磁化率25 10 6 300 10 6 如褐铁矿 2Fe2O3 3H2O 等 4 非磁性矿物 单位磁化率 25 10 6 如黄铁矿 FeS2 通常情况下 磁选机也只能除去中等以上磁性的物质 2 3坯釉料制备的主要工序及设备 三 除铁 磁选法除铁有干法和湿法两种 线圈外壳进浆管控制阀格子板出浆管电磁阀 2 3坯釉料制备的主要工序及设备 三 除铁 反流过滤式湿法除铁器 2 3坯釉料制备的主要工序及设备 四 泥浆脱水 一 压滤法 2 影响压滤效率的因素 1 送浆压力 压滤初期 压滤效率与送浆压力成正比 但随着压滤过程的进行 压滤效率会降低 故送浆压力不可一味增大 2 加压方式 压滤初期应低压送浆 0 3 0 5MPa 随着压滤过程的进行 逐渐将泵压升至最大 3 泥浆温度 主要影响泥浆粘度 即水分流动的粘滞阻力 压滤时的泥浆温度以40 60 为宜 4 泥浆浓度 浓度低 含水率高的泥浆 压滤效率低 所需时间长 反之亦然 一般压滤泥浆的相对密度为1 4 1 55g cm3 含水率约60 。