1、主讲 胡友根副教授 材料科学与工程学院 huyougen 第三章陶瓷的生产工艺过程 干燥 材料科学与工程学院 第四节坯体的干燥 一 干燥 脱水的方法一般有三种 根据水和物料的密度不同实现重力脱水 如沉淀等 利用机械的方法脱水 如压滤等 用加热的方法使物料的水分蒸发 达到脱水的目的 用加热的方法达到除去物料中部分物理水分的过程称之为干燥 材料科学与工程学院 陶瓷的干燥是陶瓷的生产工艺中非常重要的工序之一 陶瓷产品的质量缺陷有很大部分是因干燥不当而引起的 陶瓷工业的干燥经历了自然干燥 室式烘房干燥 到现在的各种热源的连续式干燥器 远红外干燥器 太阳能干燥器和微波干燥技术 成形好的陶瓷坯体的含水率一
2、般在5 25 之间 所以要对其干燥 据统计 干燥过程中的能耗占工业总燃料消耗的15 材料科学与工程学院 二 干燥的物理过程 物料中水分的性质 1 结构水 结晶水 化学结合水 水分参与物料的构造 如高岭土 Al2O3 2SiO2 2H2O 中的结晶水 该水分结合最为牢固 温度一般要到400 700 才能将其分解排出 它不属于干燥范围 2 吸附水 物理化学结合水 物料周边的水膜 渗透水和细毛细管水 它们与物料结合较为紧密 在干燥过程中可以部分排除 且物料基本上不产生收缩 3 自由水 机械结合水 主要包括润湿水 空隙水和粗毛细管水 它们与物料呈机械混合状态 结合最弱 该水分排除 物料颗粒之间相互靠拢
3、 体积收缩 产生收缩力 干燥时尤为注意 材料科学与工程学院 坯体的干燥过程 三个过程 传热过程 干燥介质的热量以对流方式传给坯体表面 又以传导方式从表面传向坯体内部的过程 坯体表面的水分得到热量而汽化 由液态变为气态 材料科学与工程学院 外扩散过程 坯体表面产生的水蒸汽 通过层流底层 在浓度差的作用下 以扩散方式 由坯体表面向干燥介质中移动 内扩散过程 由于湿坯体表面水分蒸发 使其内部产生湿度梯度 促使水分由浓度高的内层向浓度较低的外层扩散 称湿传导或湿扩散 材料科学与工程学院 三个阶段 1 加热阶段在干燥初期阶段 干燥介质传给物料的热量大于物料中水分蒸发所需的热量 多余的热量使物料温度不断升
4、高 随着物料温度不断升高 水分的蒸发量又不断加大 这样很快达到一种动态平衡 材料科学与工程学院 2 等速干燥阶段在此阶段 干燥介质传给物料的热量等于物料中水分蒸发所需的热量 所以物料温度保持不变 3 降速干燥阶段这一阶段中 坯体含水量减少 内扩散速度赶不上表面水分蒸发速度和外扩散速度 表面不再维持潮湿 干燥速率逐渐降低 材料科学与工程学院 加热阶段等速阶段降速阶段平衡阶段 温度A物料水分干燥速度物料表面温度物料水分AK干燥速度AKK时间自由水范围大气吸附水范围 干燥过程曲线 材料科学与工程学院 三 常见干燥设备 干燥器是陶瓷厂的主要生产设备 它用于成形工序的坯体干燥 在日用瓷厂广泛应用 干燥器
5、从结构特点上大体可分为室式 链式 隧道式等 从能源特点上大体可分为热干燥及电磁波干燥两种 材料科学与工程学院 1 烘房 室式 热风 干燥器 convectiveroomdrier 利用热风 热空气或烟气 对坯件进行干燥而间歇操作的干燥室 材料科学与工程学院 2 链式干燥器 链式 热风 干燥器 convectivechaindrier 材料科学与工程学院 链式干燥器 材料科学与工程学院 3 隧道式干燥器 隧道式 热风 干燥器 convectivetunneldrier 利用热风对坯件进行干燥而连续操作的隧道式装置 材料科学与工程学院 材料科学与工程学院 材料科学与工程学院 材料科学与工程学院 材料科学与工程学院 材料科学与工程学院
