陶瓷泥坯一次干燥裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了陶瓷泥坯一次干燥裝置，其包括用于將泥坯切成片狀結構的泥條機、用于把片狀結構的泥坯送至滾壓區(qū)的上料區(qū)、用于把片狀結構的泥坯滾壓成坯體的滾壓機、以及用于將所述坯體進行一次干燥的干燥室，所述滾壓機安裝于滾壓區(qū)，所述陶瓷泥坯一次干燥裝置進一步包括一微波加熱腔室，所述微波加熱腔室設置于切泥機和上料區(qū)之間，用于對片狀結構的泥坯進行加熱以提高其塑性。本實用新型通過加熱泥坯以提高其泥塑性，從而實現(xiàn)既降低了泥坯含水率又能滿足滾壓要求的目的。
【專利說明】陶瓷泥坯一次干燥裝置

【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及陶瓷生產設備【技術領域】，具體涉及一種陶瓷自動成型生產線中坯 體的一次干燥裝置。

【背景技術】
[0002] 目前，陶瓷生產線普遍采用滾壓成型技術。滾壓成型是利用滾壓頭和模型各自繞 定軸轉動，將投放在模型內的塑形泥料延展壓制成坯體，而坯體的外形和尺寸完全取決于 滾壓成型方法和滾壓頭與模面間所形成的"空腔"。滾壓成型分為陽模成型和陰模成型，分 別如1和圖2所示。
[0003] 在陶瓷的整個生產過程中，干燥可分為一次干燥、二次干燥和三次干燥。一次干燥 是指帶模干燥，即泥坯經滾壓成型后的干燥，經過一次干燥后，坯體的強度要達到脫模的要 求。一次干燥有很多種干燥方式，比如微波干燥、紅外干燥和自然干燥等。
[0004] 現(xiàn)有的陶瓷坯體一次干燥裝置如圖3所示，陶瓷泥坯首先通過泥條機切成片狀結 構，然后通過上料區(qū)的上料口進入滾壓區(qū)，經過滾壓區(qū)的滾壓機滾壓成型后，進入隧道干燥 室，然后再到脫模區(qū)脫模。滾壓成型對泥坯的含水率有要求。含水率過低，泥坯塑性不足， 則成型困難；含水率過高，泥坯松軟，有利于成型，但不利于后續(xù)干燥?，F(xiàn)在所用的泥坯的含 水率為23. 5%，滿足滾壓成型要求，但具有下列缺點：
[0005] 1、成型后的坯體的含水率需要降到18%以下才可以脫模，所以后續(xù)的干燥工藝需 要去除坯體約6%以上的水分，這對干燥工藝要求很高，且需要耗費大量能源；
[0006] 2、泥坯的初始含水率過高，成型后的坯體在干燥過程中易變形，甚至破裂，降低了 產品的質量和合格率。 實用新型內容
[0007] 針對以上不足，本實用新型的目的在于提供一種陶瓷泥坯一次干燥裝置，其通過 設置微波加熱腔室對泥坯進行加熱以提高其塑性，可在減低泥坯含水率的情況下提高產品 質量和合格率。
[0008] 為實現(xiàn)以上目的，本實用新型采取的技術方案是：
[0009] 陶瓷泥坯一次干燥裝置，其包括用于將泥坯切成片狀結構的泥條機、用于把片狀 結構的泥坯送至滾壓區(qū)的上料區(qū)、用于把片狀結構的泥坯滾壓成坯體的滾壓機、以及用于 將所述坯體進行一次干燥的干燥室，所述滾壓機安裝于滾壓區(qū)，所述陶瓷泥坯一次干燥裝 置進一步包括一微波加熱腔室，所述微波加熱腔室設置于切泥機和上料區(qū)之間，用于對片 狀結構的泥坯進行加熱以提高其塑性。
[0010] 所述陶瓷泥坯一次干燥裝置進一步包括用于將經干燥室一次干燥后的坯體進行 脫模的脫模區(qū)，以及用于將脫模后的坯體取出的脫模機械手，所述脫模區(qū)設置有脫模模具， 所述脫模模具對坯體進行脫模處理后，通過模具干燥區(qū)進行干燥。
[0011] 所述干燥室對坯體的干燥以及模具干燥區(qū)對脫模模具的干燥均通過窯爐余熱實 現(xiàn)，所述干燥室設置有第一進風口和出風口，所述模具干燥區(qū)設有第二進風口，所述第二進 風口與窯爐余熱管道連通，所述第一進風口通過進風管道與所述窯爐余熱管道以及環(huán)境冷 風管道均連通，所述出風口通過出風管道與一抽濕排風機連接。
[0012] 所述窯爐余熱管道、環(huán)境冷風管道、以及出風管道上分別設置有一調節(jié)閥。
[0013] 所述進風管道上以及干燥室內均設置有濕度傳感器和溫度傳感器。
[0014] 所述窯爐余熱通過一送風機送至窯爐余熱管道。
[0015] 所述出風管道上進一步設置一風量計。
[0016] 所述干燥室通過其內安裝微波發(fā)生器或紅外發(fā)生器對坯體進行干燥。
[0017] 泥坯的含水率降低，則塑性降低，但如果將泥坯的溫度升高，則塑性提高，所以如 果在降低泥坯含水率的同時提高滾壓前泥坯的溫度，就達到了既降低了泥坯含水率又能滿 足滾壓要求的目的。因此，本實用新型與現(xiàn)有技術相比，其有益效果在于：原有生產線只 能成型含水率為23. 5%以上的泥坯，需要耗費大量能量蒸發(fā)約6%的水分且產品的質量低 下，而加入微波加熱的生產線可以成型含水率20%的泥坯，則后續(xù)干燥需要蒸發(fā)的水量只 為原來的約三分之一，節(jié)約了大量能量。同時，泥坯在干燥過程中變形減小了，產品質量得 到了提升，合格率也從以前的75%提高到了 95%以上。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 圖1是現(xiàn)有陽模成型（外成型）的滾壓機的原理圖；
[0019] 圖2為現(xiàn)有陰模成型（內成型）的滾壓機的原理圖；
[0020] 圖3為現(xiàn)有陶瓷泥坯一次干燥裝置的結構示意圖；
[0021] 圖4為本實用新型陶瓷泥坯一次干燥裝置的結構示意圖；
[0022] 圖5為圖4中干燥室的干燥原理圖。

【具體實施方式】
[0023] 下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型的內容做進一步詳細說明。
[0024] 實施例
[0025] 請參照圖4和圖5所示，陶瓷泥坯一次干燥裝置，其包括用于將泥坯切成片狀結構 的泥條機、用于把片狀結構的泥坯送至滾壓區(qū)的上料區(qū)、用于把片狀結構的泥坯滾壓成坯 體的滾壓機（設置于滾壓區(qū)）、以及用于將坯體進行一次干燥的干燥室，用于將經干燥室一 次干燥后的坯體進行脫模的脫模區(qū)，以及用于將脫模后的坯體取出的脫模機械手，脫模區(qū) 設置有脫模模具，脫模模具對坯體進行脫模處理后，通過模具干燥區(qū)進行干燥。上述各工藝 采用的設備以及方法均為現(xiàn)有技術結構，這里不再贅述。為了在降低泥坯含水率的同時， 又能提供其塑性（是指在外力作用下，材料能穩(wěn)定地發(fā)生永久變形而不破壞其完整性的能 力），在本實用新型較佳的實施例中，通過對泥坯加熱的方式進行，具體是在切泥機和上料 區(qū)之間設置微波加熱腔室，經過切泥機處理成片狀結構后，通過微波加熱腔室對片狀結構 的泥坯進行加熱以提高其塑性。
[0026] 干燥室對坯體的干燥以及模具干燥區(qū)對脫模模具的干燥均可通過微波干燥、紅外 干燥以及自然干燥中的任一種進行。當然，也可以采用本實用新型所提及通過窯爐余熱實 現(xiàn)，以達到廢氣利用的目的。干燥室設置有第一進風口和出風口，模具干燥區(qū)設有第二進風 口，第二進風口與窯爐余熱管道連通，第一進風口通過進風管道與窯爐余熱管道以及環(huán)境 冷風管道均連通，出風口通過出風管道與一抽濕排風機連接，窯爐余熱通過一送風機送至 窯爐余熱管道。在窯爐余熱管道、環(huán)境冷風管道、以及出風管道上分別設置有一調節(jié)閥，出 風管道上還安裝一風量計。進風管道上以及干燥室內均設置有濕度傳感器和溫度傳感器， 其中，干燥室中的濕度傳感器和溫度傳感器成對設置多組，沿坯體的移動方向分布。
[0027] 干燥室干燥的原理以及各參數(shù)的設計如下：
[0028] 陶瓷坯體一次干燥的目的是去除陶瓷坯體內的少部分自由水，經過加熱和等速兩 個階段就會結束。
[0029] 加熱階段：熱空氣傳遞給坯體的熱量大于水分蒸發(fā)吸收的熱量，多余的熱量使坯 體溫度升高，同時蒸發(fā)量也不斷加大。
[0030] 等速階段：就是熱空氣傳遞給坯體的熱量等于水分蒸發(fā)吸收的熱量，坯體溫度不 再變化。
[0031] 陶瓷在干燥過程中如果外表面干燥速度過快，則會造成陶瓷內外收縮不均勻，產 生內應力，當內應力過大，超過坯體的強度時，坯體就會開裂。為避免開裂，陶瓷干燥在加熱 階段的濕度梯度要很小，在等速階段的濕度梯度也不能太大。
[0032] 熱風（來自窯爐余熱）與環(huán)境冷風混合后，在脫模區(qū)附近進入干燥室隧道，然后由 另一端的抽濕排風機抽出。坯體與熱空氣是對流關系。在排風機附近的熱空氣由于充分吸 收了前面坯體蒸發(fā)出來的水蒸氣，相對濕度很高，降低了坯體干燥加熱階段的濕度梯度。
[0033] 從窯爐輸送出來的熱氣，與室內空氣混合成具有固定溫度！^的熱空氣，然后被輸 入干燥系統(tǒng)。輸入的熱風量對于干燥的質量至關重要，風量過少，則干燥不到位，坯體的強 度達不到脫模的要求，風量過大，則造成能源的浪費。有必要建立相關的物理模型，為進風 量的自動控制提供理論依據(jù)。
[0034] 每小時從坯體中蒸發(fā)的水量，如式（1)所示。
[0035] Q = BOnm(H1-H2) (1)
[0036] 式中Q為單位小時所有坯體的蒸發(fā)水量，kg ;n為生產線每分鐘加工的坯體個數(shù)；m 為單個述體的質量，kg 為述體干燥前的含水率；H2為述體干燥后的含水率；自動生產線 每小時生產的數(shù)量基本是固定的，坯體的含水率固定為20%，可認為Q是固定的。
[0037] 根據(jù)能量守恒，水分蒸發(fā)吸收的熱量等于熱空氣釋放出來的熱量，如式（2)所示
[0038] QL = CM(Ta-Ta) (2)
[0039] 式中L為水的汽化熱，為溫度的函數(shù)，kj/kg ;C為空氣的比熱容，kX/(kg*K) ;M為 每小時進入的空氣總質量，kg;TaS干燥系統(tǒng)熱風進口處的溫度，°C ;1^干燥系統(tǒng)熱風出 口處的溫度，°C。
[0040] 那么所需的熱風量為
[0041]

【權利要求】
1. 陶瓷泥坯一次干燥裝置，其包括用于將泥坯切成片狀結構的泥條機、用于把片狀結 構的泥坯送至滾壓區(qū)的上料區(qū)、用于把片狀結構的泥坯滾壓成坯體的滾壓機、以及用于將 所述坯體進行一次干燥的干燥室，所述滾壓機安裝于滾壓區(qū)，其特征在于，所述陶瓷泥坯一 次干燥裝置進一步包括一微波加熱腔室，所述微波加熱腔室設置于切泥機和上料區(qū)之間， 用于對片狀結構的泥坯進行加熱以提高其塑性。
2. 根據(jù)權利要求1所述的陶瓷泥坯一次干燥裝置，其特征在于，所述陶瓷泥坯一次干 燥裝置進一步包括用于將經干燥室一次干燥后的坯體進行脫模的脫模區(qū)，以及用于將脫模 后的坯體取出的脫模機械手，所述脫模區(qū)設置有脫模模具，所述脫模模具對坯體進行脫模 處理后，通過模具干燥區(qū)進行干燥。
3. 根據(jù)權利要求2所述的陶瓷泥坯一次干燥裝置，其特征在于，所述干燥室對坯體的 干燥以及模具干燥區(qū)對脫模模具的干燥均通過窯爐余熱實現(xiàn)，所述干燥室設置有第一進風 口和出風口，所述模具干燥區(qū)設有第二進風口，所述第二進風口與窯爐余熱管道連通，所述 第一進風口通過進風管道與所述窯爐余熱管道以及環(huán)境冷風管道均連通，所述出風口通過 出風管道與一抽濕排風機連接。
4. 根據(jù)權利要求3所述的陶瓷泥坯一次干燥裝置，其特征在于，所述窯爐余熱管道、環(huán) 境冷風管道、以及出風管道上分別設置有一調節(jié)閥。
5. 根據(jù)權利要求3所述的陶瓷泥坯一次干燥裝置，其特征在于，所述進風管道上以及 干燥室內均設置有濕度傳感器和溫度傳感器。
6. 根據(jù)權利要求3所述的陶瓷泥坯一次干燥裝置，其特征在于，所述窯爐余熱通過一 送風機送至窯爐余熱管道。
7. 根據(jù)權利要求3所述的陶瓷泥坯一次干燥裝置，其特征在于，所述出風管道上進一 步設置一風量計。
8. 根據(jù)權利要求1所述的陶瓷泥坯一次干燥裝置，其特征在于，所述干燥室通過其內 安裝微波發(fā)生器或紅外發(fā)生器對坯體進行干燥。
【文檔編號】B28B15/00GK204141961SQ201420536253
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年9月17日 優(yōu)先權日:2014年9月17日
【發(fā)明者】莫慶龍, 佘鵬, 符智杰 申請人:廣東省自動化研究所