知識點三 快速燒成與燒成節能(1 / 2)

2.實現快速燒成的工藝措施

(1)坯、釉料能適應快速燒成的要求 適合快速燒成的坯料,幹燥收縮和燒成收縮要小。這樣可保證產品的尺寸準確,不致彎曲和變形。一般坯料隻能適應100~300℃brh的升溫速度,而快速燒成時的升溫速度可達800~1000℃brh,所以要配製低收縮的坯料,選用少收縮或無收縮的原料(如燒失量小的黏土、滑石、葉蠟石、矽灰石、透輝石或預燒過的原料、合成原料等)。

坯料的熱膨脹係數要小,隨溫度的變化接近線性關係,在燒成過程中不致開裂。坯料的導熱性能好,使燒成時物理化學反應能迅速進行,又能提高坯體的抗熱震性。坯料中少含晶型轉變的成分,以免因體積變化破壞坯體。

快速燒成用的釉料要求有利於物理化學反應能迅速進行,釉料的始熔溫度要高些,以防快燒時原料的反應滯後而引起的釉麵缺陷(針孔、氣泡等)。釉料的高溫黏度比普通釉料應低些,且隨溫度升高黏度降低較多,以便獲得平坦光滑無缺陷的釉麵。釉料的膨脹係數較常規燒成時要小一些,便於和坯體匹配。

(2)加強工藝控製,改進裝燒方法 從工藝控製方麵,減少坯體入窯水分,提高坯體入窯溫度,有利於實現快速燒成。傳統窯爐坯體入窯水分一般控製在2%以下,快速燒成要求小於0.5%。殘留水分少則短時間內即可排盡,而且生成的水氣量也少,不至於在快燒條件下產生巨大應力。入窯坯體溫度高則可提高窯爐預熱帶的溫度,縮短預熱時間。控製坯體厚度、形狀和大小。厚坯、大件、形狀複雜的坯體在快燒時容易損壞,難以進行快速燒成。

(3)改進窯爐結構,采用新材料新技術 選用溫差小和保溫良好的窯爐,小截麵窯爐內的溫度比較均勻,低蓄熱量的窯爐易於升溫和冷卻。並采用含硫量低、無灰分的燃料。

(4)選用抗熱震性能良好的窯具 快速燒成時,窯具承受大幅度的溫度變化,它的使用條件比通常的燒成方法要苛刻得多。而窯具的抗熱震性是快速燒成能否進行的重要條件,快速燒成時盡量不用窯具或少用窯具。

(二)燒成節能方法

從技術經濟角度分析,能源的高消耗與浪費是陶瓷產品成本高的一個重要原因。減少能耗,降低成本,可提高產品市場競爭能力。陶瓷燒成的節能方式主要可考慮以下幾方麵。

1.窯爐的選用與窯爐結構的改進

連續式窯爐比間歇式窯爐的熱效率提高,並易實現快速燒成。明焰燒成比隔焰燒成有更高的熱效率。寬體隧道窯、輥道窯為最合適的窯型選擇。間歇式窯爐中,燃氣梭式窯又較傳統的倒焰窯有更大的經濟效益。

裸燒明焰窯,產品裸露在煙氣中,窯內阻力小,煙氣流速快,傳熱也快,沒有匣缽蓄熱,窯溫均勻性好,可縮短燒成時間,提高產品質量。裸裝隔焰窯,火焰的熱量要經過隔焰板再傳給製品,因是間接傳熱,阻力大,為了確保傳熱速率,隻有提高煙氣溫度,這樣不但要增加燃料消耗,而且對窯爐的使用壽命不利。缽裝明焰窯,其傳熱方式與裸裝隔焰窯傳熱方式相似,因產品裝在缽內,有時匣缽比產品還重,在燒成過程中既要傳熱又要吸熱蓄熱,還有隔熱作用,傳熱條件更差,且匣缽帶走的熱損失大。因此,目前大多使用裸燒明焰窯。

2.實現快速燒成的工藝措施

(1)坯、釉料能適應快速燒成的要求 適合快速燒成的坯料,幹燥收縮和燒成收縮要小。這樣可保證產品的尺寸準確,不致彎曲和變形。一般坯料隻能適應100~300℃brh的升溫速度,而快速燒成時的升溫速度可達800~1000℃brh,所以要配製低收縮的坯料,選用少收縮或無收縮的原料(如燒失量小的黏土、滑石、葉蠟石、矽灰石、透輝石或預燒過的原料、合成原料等)。

坯料的熱膨脹係數要小,隨溫度的變化接近線性關係,在燒成過程中不致開裂。坯料的導熱性能好,使燒成時物理化學反應能迅速進行,又能提高坯體的抗熱震性。坯料中少含晶型轉變的成分,以免因體積變化破壞坯體。

快速燒成用的釉料要求有利於物理化學反應能迅速進行,釉料的始熔溫度要高些,以防快燒時原料的反應滯後而引起的釉麵缺陷(針孔、氣泡等)。釉料的高溫黏度比普通釉料應低些,且隨溫度升高黏度降低較多,以便獲得平坦光滑無缺陷的釉麵。釉料的膨脹係數較常規燒成時要小一些,便於和坯體匹配。

(2)加強工藝控製,改進裝燒方法 從工藝控製方麵,減少坯體入窯水分,提高坯體入窯溫度,有利於實現快速燒成。傳統窯爐坯體入窯水分一般控製在2%以下,快速燒成要求小於0.5%。殘留水分少則短時間內即可排盡,而且生成的水氣量也少,不至於在快燒條件下產生巨大應力。入窯坯體溫度高則可提高窯爐預熱帶的溫度,縮短預熱時間。控製坯體厚度、形狀和大小。厚坯、大件、形狀複雜的坯體在快燒時容易損壞,難以進行快速燒成。