陶瓷生产工艺模板.doc

一陶瓷生产工艺步骤

二原料
菱镁矿，煤矸石，工业氧化铝，氧化钙，二氧化硅，氧化镁。
三 坯料制备
1原料粉碎
块状固体物料在机械力作下而粉碎，这种使原料处理操作，即为原料粉碎。
（1） 粗碎
粗碎装置常采取颚式破碎机来进行，能够将大块原料破碎至40-50毫米碎块，这种破碎机是无机材料工厂广泛应用醋碎和中碎机械。是依靠活动颚板做周期性往复运动，把进入两颚板间物料压碎，颚式破碎机含有结构简单，管理和维修方便，工作安全可靠，使用范围广等优点。它缺点是工作间歇式，非生产性功率消耗大，工作时产生较大惯性力，使零件承受较大负荷，不适合破碎片状及软状粘性物质。破碎比较大破碎机生产能力计算方法以下：
G=0.06upkbsd/tanq
式中G破碎机生产能力，Kg/h
u物料松动系数，0.6-0.7
P物料密度
K每分钟牙板摆动次数，次/MIN
b进料口长度，单位米
S牙板之开程单位米
Q钳角D破碎后最大物料直单位毫米
(2) 中碎
碾轮机是常见中碎装置。物料是碾盘和碾轮之间相对滑动和碾轮重力作用下被碾磨和压碎，碾轮越重尺寸越大，则粉碎力越强。陶瓷厂用于制备坯釉料轮碾机常见石质碾轮和碾盘。通常轮子直径为物料块直径14-40倍，硬质物料取上限，软质物料物料下限。
轮碾机碾碎物料颗粒组成比较合理，从微米颗粒到毫米级粒径，粒径分布范围广，含有较合理颗粒范围，常见于碾碎物料。
（3） 细碎
球磨机是陶瓷厂细碎设备。在细磨坯料和釉料中，其起着研磨和混合作用。陶瓷厂多数用间歇式湿法研磨坯料和釉料，这是因为湿式球磨时水对原料颗粒表面裂缝有劈尖作用，其研磨效率比干式球磨高，制备可塑泥和泥浆质量比矸干磨得好。泥浆除铁比粉除铁磁阻小效率高，而且无粉尘飞扬。
（4） 筛分
筛分是利用含有一定尺寸孔径或缝隙筛面进行固体颗粒分级。当粉粒经过筛面后，被分级成筛上料和筛下料两部分。筛分有干筛和湿筛。干筛筛分效率关键取决于物料温度。物料相对筛网运动形式和物料层厚度。当物料湿度和粘性较高时，轻易黏附在筛面上，使筛孔堵塞，影响筛分效率。当料层较薄而筛面和物料之间相对运动越猛烈时，筛分效率就越高，湿筛和干筛筛分效果关键却决于料将稠度和黏度。
陶瓷厂常见筛分机有摇动筛，回转筛和振筛。
（5） 除铁
（6） A磁选条件
坯料和釉料中混有铁质将使制品外观受到影响，如降低白度，产生斑点。所以，原料处理和坯料制备中，除铁是一个很关键工序。
从物理学中，作用在单位质量颗粒上磁力为
F=RHdH/dh
式中R物料比磁化系数，即单位质量物料磁化系数Cm3/g
H磁场强度，A/m,
dH/dh——磁场梯度，A/M2
h——磁场等强度面距离
由上式可知，要使磁选过程有效进行，必需含有以下基础条件
1有磁场存在2必需是不均匀磁场3被选物料应有一定磁性
B对磁选机要求
1自动连续作业，无需手工操作
2含有较高和较稳定除铁效率。使那些含铁量属于等外陶瓷原料经过磁选后能成为二级原料，争取达成一级原料。以充足利用原料资源。
3尽可能降低有用物料夹带量。以降低资源损失，磁选机有干法和湿法两种，干法通常见于分离中碎后粉料铁质，而湿法是用于泥浆除铁。
现在，中国陶瓷工业所用干法除铁设备有轮式磁选机和传送式磁选机。在湿法除铁中，通常采取过滤式湿法磁选机，操作时先在线圈中通入直流电，使带筛格板铁芯磁化，泥浆由漏斗进入，然后在静水压得作用下，由下往上经过筛格板，含铁杂质被吸住，而净化泥浆由溢流槽流出，。因为泥浆经过格筛板，成薄层细流状，所以，湿法磁选机除铁效果比很好。所以在制备陶瓷过程中，选湿法磁选机比很好。
（6） 泥浆脱水
泥浆脱水常见有两种方法，压滤脱水和喷雾干燥脱水。喷雾干燥是以喷雾干燥塔为主体，并附用泵，风机和搜集细粉旋风分离器等设备组成机组；来完成。
泥浆由泵压送到干燥塔雾化器将泥浆雾化成细滴，进入干燥塔内，相遇热空气进行热交换时期干燥脱水。尚含有一定水分固体颗粒自由下降到干燥塔底部。由出口卸出。而带有微粉及水汽空气经旋风分离器，搜集微粉后，从排风机口排出。
此次工艺选择压力混合流法，二者各有缺点。
喷雾干燥器干燥介质温度过高，则干燥速度过快。颗粒表面形成一层硬皮而里面仍然是湿，通常进口干燥器介质温度不高于400-500度。
（7） 陈腐
陈腐是指将坯料放入封闭仓库和池中，保持一定温度和湿度，存放一定时间，泥料经一段时间陈放后，可使其组分趋于均匀，可塑性提升，造粒后压制坯料在密闭仓库放一段时间，可使坯料水分愈加均匀，
陈腐对提升坯料成型性能和坯体强度相关键作用。但陈腐需要占用较大面积，同时延长了坯料周转期，使生产过程不能连续化，所以现代化生产不期望延长陈腐时间来提升坯料成型性能，可经过对坯料真空出理来达成这一目标。
（8） 练泥
练泥能够排除泥饼中残留空气，提升泥料致密度，和可塑性，并使泥料组织均匀改善成型性能，提升干燥强度和成瓷后机械强度。
（9）造粒
造粒就是将粉体加工成形状和尺寸全部比较均匀整齐。含有一定颗粒级配，流动性好球形颗粒过程。又叫团粒。
常见造粒方法有喷雾干燥法，轮碾造粒法。喷雾干燥法是陶瓷生产中普遍采取一个脱水和造粒方法，除此之外还有部分传统造粒方法，如碾轮造粒，等。碾轮造粒工艺特点是产量大。能够连续操作，所得粉粒体积密度大但形状不规则，流动性差，颗粒分布难以控制。
本工艺采取喷雾干燥法。
二 成型
本工艺采取压制成型中干压成型。
压制成型能够分为干压成型和等静压成型。
A成型压力
成型压力包含总压力和压强。总压力取决于所要求压强，这又和生坯大小和形状相关，这是压机选型关键技术指标。压强是指垂直于受压方向上生坯单位面积所受到压力，适宜成型压强取决于坯体形状，高度和粉体含水量及其流动性，要求坯体致密度等。
B加压方法

加压方法有单面加压，两面加压，四面加压等。粉料受压面越大，就越有利于生坯致密度和均匀性，所以，干压法深入改善方法就是等静压成形法。另外，在加压过程中，采取真空抽气和振动等也有利于生坯致密度和均匀性。上下加压能够经过不一样模具形式来实现；而要实现四面同时加压，不是常规方法能实现只有采取等静压方法。

C加压速度和加压时间

干压粉粒中有较多空气，所以在加压力过程中应该有充足时间让空气排出。所以加压速度不能过快，最好先轻后重数次加压，并在达成最大压力时要维持一段时间，让空气有机会排出。加压速度和粉体性质水分和空气排出速度相关，通常最好加压2-3次，出了控制加压外，装料均匀模型面涂润滑油等需要在操作中加以注意。装料后刮料时要从中间向两边刮，不能向一个方向刮料，应从中间开始。
三坯料干燥
（1）干燥是指排出湿坯水分工艺过程。干燥作用就是将坯体中所含大部分机械结合水排出同时给予坯体一定干燥强度，使坯体能够有一定强度以适应修坯，粘接及施釉等工序要求。同时避免了在烧成时因为水分大量汽化而带来能量损失。
（2） 干燥过程
1升速干燥2等速干燥3降速干燥阶段4平衡阶段
（3） 干燥收缩和变形
影响坯体干燥收缩原因关键有以下多个方面
A坯体中粘土性质，粘土越细烧成收缩和变形就越大。
B坯体化学组成，坯体中粘土阳离子对坯体干燥收缩有很多影响。在坯体加入钠离子能够促进粘土颗粒平行排列。实践证实含有钠离子粘土矿物比含钙离子粘土矿物收缩率大。
C坯料含水率，和收缩率成正比。
D坯体成型方法
E坯体形状
（4） 干燥方法
干燥方法分为1热空气干燥2工频电干燥3直流电干燥4辐射干燥5综合干燥
其中热空气干燥依据干燥设备不一样可分为室式干燥，隧道式干燥，喷雾干燥，链式干燥，辊道传送式干燥，喷雾干燥，热泵干燥，少空气快速干燥技术。
工频电干燥是将干坯两端加上电压，经过交变电流，这么湿坯就相当于电阻而被并联和电路中，当电流经过时，坯体内部就会产生热量，是水分蒸发而干燥。这么方法效率很高。
直流电干燥，采取直流电干燥一样能够使水分在干燥过程中降低而且均匀分布
辐射干燥分为高频干燥和微波干燥
综合干燥1辐射干燥和热空气对流干燥相结合2电热干燥和红外干燥，热风干燥相结合。
本工艺采取辐射干燥。

四粘接，修坯和施釉
一粘连
粘连过程是指用一定稠度粘接泥浆将各自成型好生坯部件粘接在一起。
（1） 粘接方法
1干法粘接。坯体含水率在3%以下进行粘接。这种粘接方法对操作工人技术要求较高，但粘接件不易变形。
2湿法粘接。坯体含水率在15%-19%进行粘连。这种方法造作简单，粘连；牢靠不易开裂，粘连效率高，但轻易变形。
（2） 粘接步骤
1粘接面处理。对粘接件进行处理，使其弧度吻合很好。
2刷水。在坯体粘接点刷水，使其含水率和粘接泥含水率靠近，能降低粘连开裂
3涂粘接泥
4粘连。将涂有粘接泥零件坯体和主体坯体粘连
5刷余浆。用毛笔等工具刷去粘接点周围多出粘接泥
3粘接工艺关键点
A各部件软硬程度
B粘接处理

二修坯
对于粘接完坯体，因为其表面不太光滑，边口全部有毛边，而且有还留有模缝迹，而且有些产品还需要深入加工，如挖底打孔等，所以需要深入加工修平，称之为修坯。
1修坯方法有湿修和干修之分
湿修是在坯体含水很多尚在是软情况下进行，适合器具复杂或需经湿修坯体，此时操作较轻易而且修坯刀子不易磨损，其缺点是轻易在搬运过程中使坯件受伤而变形，对提升品质不利。
干修是在坯体含水量降到6%-10%或干燥后水分更低情况下进行。此时坯体强度增高，可降低因搬运受伤而引发变形，对提升品质有力，其缺点是粉尘较大，而且对修坯刀阻力大，轻易跳刀，修坯刀磨损较大，其技术也比较难以掌握。所以因依据实际选择方法。

三 施釉
施釉是陶瓷工艺中必不可少一项工艺，在施釉前，生坯或素烧坯需进行表面清洁处理，以除去积存污垢或油渍，确保坯釉良好结合。清洁措施，通常采取压缩空气在通风柜内进行吹扫，或用海绵浸水后湿摸，然后干燥至所需含水率。
（1） 釉浆施釉法
A浸釉
浸釉法是将坯体浸入釉浆，利用坯体吸水性或热坯对釉粘附附着在坯体上，所以又称蘸釉。
B烧釉法
烧釉法又称淋釉，是将釉浆浇到坯体上，对无法采取浸釉，荡釉等大型器物。通常见这种方法。
C荡釉
对于中空制品，如壶，花瓶及罐等，对其进行内部施釉，采取其它方法无法实现或比较困难，应采取荡釉法。
（2） 干法施釉
A干釉粉制备
干法施釉是一个替换传统以釉浆进行施釉方法，它采取干粉釉，能够取得新美观而又耐磨表面。干釉粉分为以下四种。
1熔块粉。粒度在40-200微米
2熔块粒。粒度在0.2-2微米
3熔块片。尺度在2-5微米
4造粒釉粉。其特点是熔块和生料经过造粒而成。
B施釉方法
1流化床施釉
2釉纸施釉
3干法静电施釉
4撒干釉
5干压施釉
6热喷施釉
和传统釉浆技术相比，干法施釉有以下优点
A大多数釉粉能够回收，釉浆总消耗降低
B避免了湿法施釉废水，於浆处理，坏境污染降低。
C釉料制备工艺简化
D釉面性能好
E装饰效果愈加多样化，且可取得传统湿法施釉无法得到装饰效果
F能耗大大降低

五 烧成和窑具
烧成是陶瓷制造工艺过程中最关键工序之一。对坯体来说，烧成过程就是将成型后生坯在一定条件下进行热处理，经过一系列物理化学改变，得到含有一定矿物组成和显微结构，达成所要求理化性能指标成坯。

烧成制度过程
（一) 温度制度和气氛
A预热阶段（常温到300度）
本阶段工艺目标关键是坯体预热和坯体残余水分排除。这时窑内升温速度和坯体速度和坯体残余水分，坯体尺寸形状，窑内温差，窑内制品装载密度等相关。如控制入窑坯体含水率在1%-2%以下时，残余水分排出时坯体基础不受收缩，坯体内部所含水分蒸发溢出通畅，所以升温速度能够加紧，反之加入窑体皮料含水率过高。入窑后水分猛烈蒸发，坯体易爆裂。厚壁及形状复杂产品这种情况更为严重。这时应控制升温不能太快，残余水分排出也和坯体组分相关，当坯体中可塑粘土质原料含量高时，坯体较致密，水分排出困难，这个原因应在确定这段升温速度时确定。
对于大断面窑炉，尤其是断面高度比较大窑炉，因为预热带烟气分层而形成较大上下温差，这使同一断面不一样部位制品受热不均匀，为降低其影响，只有降低升温速度，加以填补，采取对应方法，如调整装窑密度，设置预热带搅拌气幕设置高温等速烧嘴尤其是采取断面高度比较小窑炉，能够很大程度上处理这一问题。
传统大断面隧道窑及间歇窑如倒焰窑中，产品常见匣钵或棚架结构窑具进行叠装，这时装置密度更大，通气不畅，增大了窑炉断面上下温差。
B氧化分解阶段（300-950度）
陶瓷坯釉在此阶段发生物理改变关键有质量减轻，强度降低，发生化学改变关键有结晶水排出，，有机物，硫化物氧化，碳酸盐分解，石英晶型转变等。本阶段升温速度和气氛关键有坯料化学组成，颗粒组成，坯体尺度，形状及装窑密度等原因相关。
因为坯釉发生化学反应可看出，本阶段窑内有大量气体产生，排出，所以关键考虑相关原因对气体排出影响，如致密度，尺寸大小，壁厚坯料细度大等全部影响气体排出速率。如上述原因影响较小，本阶段可较快升温，石英用量较多坯体，应考虑573度左右因为晶型转变引发体积膨胀，合适控制升温速度。此阶段宜用氧化焰烧成。

C高温阶段（950-最高烧成温度）
该阶段坯体开始出现液相，釉层开始熔融。
本阶段依据坯釉铁钛含量及对制品外观颜色要求来决定是否采取还原气氛烧成。在使用还原气氛烧成时吗，本阶段又可分为氧化保温期，强化还原，弱还原期，这三个阶段之间两个转化温度点及后两段还原气氛是确定气氛制度关键。
为使釉完全熔融前氧化反应能充足进行，气体完全排除，临界温度应在釉始熔前100-150度。
强还原阶段气氛浓度一氧化碳为3%-6%.这时，燃料燃烧空气过剩系数为约0.9.。
高温阶段也常称为成瓷阶段。在这个阶段，因为液相量增加，气孔率减小，坯体产生较大收缩，这时应尤其注意窑内烟气和制品间传热情况，，并加以调整，努力争取降低制品不一样部分，同一部分表层及内部温差，预防因为收缩相差太大而造成制品变形或开裂。在靠近最高烧成温度段时，升温要早，但平均升温速度要小。以降低不一样部位产品及产品内温度分布梯度，对壁厚级形状复杂制品，只一点更应注意。
最高烧成温度通常要依据成品所要求吸水率烧成收缩，抗折强度，等性能指标确定，。
最高烧成温度还和烧成周期相关，对于同一产品。烧成周期较长，最高烧成温度则应较低，反之，烧成周期较短，最高烧成温度应较高。

（D）高火保温阶段
如前所诉，高火保温阶段即达成最高烧成温度后，在保持一段时间，因为制品不一样，所使用窑炉不一样，装窑密度不一样，。烧成周期不一样，高火保温时间也应不一样，但这一阶段是必不可少。
高火保温阶段关键作用是降低制品不一样部分，同一部分表层及内部温差，从而使坯体内各部分物理化学反应将进行一样安全，组织结构趋于均已。同时也降低窑内各部分温差，使窑内不一样部位制品处于靠近相等受热条件下，从而含有基础成品理化性能。

E冷却阶段
850度以上因为有较多液相，所以坯体还处于塑性状态，故可进行快冷，快冷预防了液相析晶，晶体长大和低价铁再氧化，从而提升了坯体机械强度，白度和釉面光泽度。同一产品，因为冷却时间不一样，其中氧化铁和氧化亚铁相对含量有显著差异；可见快冷对预防氧化亚铁再次氧化有很大作用。
在850度以下因为液相开始凝固，石英晶型转化，坯体固化，故应缓冷，预防因坯体快速收缩而开裂。尤其是对含碱和游离石英较多坯体，因为碱玻璃热膨胀系数较大。石英晶型转变也引发体积改变，降温过快后果尤为严重。
急冷时降温速度可控制在150-300度每小时，缓冷阶段40-70度每小时。瓷器在400度以下可合适快冷，降温速度可达100度以上。对含大量方石英原料陶瓷坯料，在晶型转化温度段仍需缓冷。产品出窑温度还要考虑窑外环境温度，通常掌握在100度以下。

烧成工序节能和低温烧成
一烧成工序节能
1低温快烧
2采取裸装明焰烧成技术
3窑炉技术不停进步
4采取高效轻质保温耐火材料及新型涂料
5烧成工序余热利用
二低温快速烧成
低温快速烧成意义
1节 约能源
2充足利用原料资源
3提升窑炉和窑具使用寿命
4缩短生产周期，提升生产效率
快速烧成工艺方法
（1） 快速烧成坯料工艺性质要求有以下多个方面
1干燥收缩和烧成收缩均小
2坯料导热性能好，使烧成温度改变靠近线性关系
3坯料膨胀系数小，在烧成过程中坯体不致开裂
4坯料中少含晶型转变成份，以免体积改变
5快速烧成釉料要求其化学活性强，以利于物理化学反应能快速进行
（2） 降低坯体入窑水分，提升坯体入窑温度
（3） 控制坯体厚度形状和大小
（4） 选择温差小和保温良好窑具
（5） 选择抗震性能优良窑具
三窑具性能要求
1结构强度
2抗热震性
3反复使用窑具体积稳定性
4导热性能
5耐火度
窑具材质类型
（1） 硅铝质（粘土质，高铝质也称莫来石质）
（2） 硅铝镁质（莫来石质-堇青石质，堇青石-莫来石质）
（3） 碳化硅质
（4） 熔融石英窑具
本工艺采取硅酸铝质窑具