陶瓷原料加工技術發展趨勢分析探討
發布時間:2015-07-25
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陶瓷產品的生產過程中,陶瓷原料加工所消耗的能源占用很大的比重。同時陶瓷原料加工的質量也決定著產品的品質。因此原料加工技術的研究應主要圍繞降低能源消耗,提高漿料及粉料的質量來展開。
先談談陶瓷漿料的制備。目前陶瓷漿料廣泛運用的制備工藝是:陶瓷原料經球磨機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。建陶行業陶瓷原料多為天然礦物,原料的進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。球磨機工作時,至少兩倍于物料重量的筒體及內襯一起轉動,球磨機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。
磨機的轉速在每分鐘十幾至幾十轉,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行,隨著原料粒度的下降,沖擊破碎效果會迅速降低,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摩擦。球磨機的磨球直徑大、轉速低,使得磨球與原料間的相對摩擦的頻率低,*終導致碾磨效率低下。也有采用陶瓷原料經雷蒙機碾磨后,加水攪拌制漿或造粒的方法。這種方法需要所有的原料被預先加工,由于雜質多且混合均勻度不好,目前工業上極少大規模使用這種方法。
攪拌磨是一種新型的細粉碎設備,較多運用于噴繪墨水及納米粉體的研磨加工上。其特點是:磨機工作時筒體保持靜止;磨球直徑很小,大約0.2-10mm;磨機中的輪盤高速旋轉(可達幾百轉),帶動磨球及物料相對摩擦;在高速離心力作用下,粗顆粒物料和磨球貼壁運行,細顆粒集中于磨機中部被排出,不會產生過度粉碎,因此研磨效率極高。目前它在傳統陶瓷行業的坯釉料研磨中還未見使用,原因之一是含有大量雜質的天然礦土無法直接使用。
采用球磨與攪拌磨聯合使用的方法,即球磨完成前期初級研磨,攪拌磨完成后期的細磨,將使得傳統陶瓷原料加工效率產生質的飛躍。
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,粉料流動性好,磚坯一致性較好,變形及開裂缺陷較少。但仍然存在產品變形,大規格的平面產品需要磨邊、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;由于干法造粒為實心球,成型坯體的密度大,后續的干燥、燒成收縮小。但其仍然存在原料混合均勻度差;由于實心粒子硬度大,成型坯體的粒子間存在微小間隙的缺陷;對個性化產品難適應,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用。
將霧化干燥造粒所得到的空心顆粒,再經干法成球造粒,即可獲得組分及水分均勻、且流動性良好的實心球型粉體,若在其中摻入部分霧化干燥粉體效果會更好。成型坯體的干燥、燒成變形和收縮將大幅減少,產品的品質會有顯著提高,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也是影響干壓產品及注漿產品品質的重要環節,值得關注。國外在工藝及裝備方面,研究的比我們深,做的比我們好,是因為他們真正用了心思、沉得下來,這值得我們業內人士好好反思、好好學習。
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