陶瓷成型车间.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,4.2,陶瓷厂成型车间工艺设计,概述,成型车间工艺特点与工艺工艺设计原则,成型工艺的选择,可塑成型、注浆成型、压制成型,干燥,修坯与粘接,施釉,成型车间生产流水线的组织,陶瓷厂成型车间工艺设计,成型车间的任务：,将原料车间提供的可塑泥料、浆料或粉料加工成坯体，并进行干燥、上釉，为烧成车间提供质量合格的坯件。,成型方法：,多种多样；陶瓷产品种类繁多，形状相差悬殊，坯料性能也不一致。,选择成型工艺的考虑因素：,制品的形状、大小、厚薄、产量、质量、泥料性质、技术与设备条件、经济效益等。,一、成型车间工艺特点与工艺设计原则,1.1,工艺特征,1),产品品种变动较大：,除墙地砖外，多数陶瓷制品品种多样，规格不一，且多属于小批量生产，因此成型车间对产品品种的变动应具有较强的适应能力。,2),机械化、自动化程度较低：,除墙地砖厂的成型车间具有较高的机械化、自动化水平外，其它产品常需要人工操作。,3),运输量大：,经常多品种同时加工，形成泥料运输、坯件传递、废坯料、回坯料等复杂的物流与人流路线。不同产品运输方式各异，为防止坯件碰损，应避免或减少坯件的重复搬放，并尽可能采用机械化运输。,4,）车间人员密度大,：其中女工比例较大。,1.2,成型车间工艺设计的原则,1,）尽可能选用切实可行的先进工艺和技术；,工艺简单、快捷、低耗、劳动条件好，尽量减少工序、缩短生产周期，提高生产率，降低原材料、燃料消耗，改善劳动条件。,2,）成型生产工艺流程应力求单一化；,在满足制品加工要求的前提下，不同规格或品种的产品尽可能采用相同的工艺流程，以利于安排生产计划和生产调度。,成型车间工艺设计的原则,3,）合理组织物流与人流；,避免交叉往返与不均衡现象；,4,）按生产流水线布置设备和工位；,根据设备外形及基础尺寸要求，工艺相同的产品，其成型设备宜集中布置在一条线上，便于成型余泥和废坯采用皮带运输方式回收和加工、干噪热风管道的布置。,5,）成型、修坯、上釉等设备附近要留出空地堆放模具，安置活动层架车或坯架。,1.3,成型车间的基本要求,1,）土建要求,厂房：,跨度一般,12,米、柱距,6,米，房架下弦的高度一般为,4.07.0,米。考虑夏季通风，南方地区可取厂房高度的上限值。,车间交通：,主要通道,(,车间与车间通道、车间内上下工序之间的通道、主要人流通道,),宽度一般在,3,米左右，干燥车单向通道宽度一般,1.51.7,米，注浆件粘接工序操作通道净距一般为,0.60.8,米。干燥室两端净空不得小于,4,米，以便车辆运转和进出干燥室之用。,卫生：,墙和地面应光滑，避免起尘且便于冲洗；门窗应有防止室外尘土侵入的措施。,防护：,卫生陶瓷成型车间的门窗应避免阳光直射和冷空气直接侵袭坯体。,成型车间的基本要求,2,）采光,利用天窗、侧窗并辅以局部照明。,各种制品的成型、检验、上釉及卫生陶瓷注型、修粘打磨等部分的采光，一般不低于三级；对釉面砖半成品检验部分在条件可能时应提高采光要求。,采用大跨度的连跨或单跨度的建筑厂房，可利用锯齿形结构的天窗来满足采光的要求。,成型车间对采光的要求较高，车间方位对采光影响较大，应特别予以注意。,成型车间的基本要求,3,）采暖通风,安装热风管、热风机和通风设备。,车间内不允许存在不均匀的气流，对北方地区应考虑冬春季节的保温和防风措施。,卫生陶瓷成型车间温度一般为,2028,，相对湿度,60,左右；采暖高度,0.41.2,米。,大面积厂房中可在注浆台下设置蒸汽排管，排管的设置高度应低于注浆台面,100150,毫米。,二、成型工艺的选择,2.1,可塑成型,2.2,注浆成型,2.3,压制成型,注射成型,挤出成型,轧膜成型,流延成型,凝胶注模成型,直接凝固注模成型,2.1,可塑成型,可塑成型工艺：,旋坯、滚压、挤坯、拉坯，车坯和湿压等。,适用产品：,大部分日用瓷、电瓷产品。,2.1.1,旋坯,工艺特点：,半机械化成型，适合各种规格的回旋对称型器皿；,如碗、盘、杯、碟和悬式、针式绝缘子等。在不同模型的配合下，能使器皿产生浮雕、花纹、图案条棱的效果。改变模型、调整型刀还可用于口径大的壶类及鱼盘等制品；,旋坯机的选择,单刀旋坯机：,适用于各种迥转器形，生产能力同产品最大直径有关。对日用瓷，一般,60300,件时，大直径产品取低值；,双刀旋坯机：,适合碗、盘、杯和碟的成型，生产效率高于单刀旋坯机，当产品最大直径为,250,毫米时，生产能力为,420540,件,/h,；,鱼盘旋坯机：,生产能力,8001600,件,/,班；,旋壶机：,生产能力,900,件,/,班。,2.1.2,滚压,工艺特点：,机械化半自动化成型，坯件产量高、质量好；可取代旋坯成型，目前国内日用瓷厂普遍采用；,滚压成型机：,固定式、转盘式和往复式。,生产能力：,一般盘、碗、碟为,4801000,件,/,班，因产品而异。,滚压成型机,滚头转向滑板式异形产品滚压成型机,采用滚头转向、滑板移位和自动夹摸装置，能滚压成形腹部或底部直径大于口部直径的陶瓷制品，并解决了大件产品模型取放的难题,滚压成型机,滚头臂转向滑板式异形产品滚压成型机,采用滚头臂转向、滑板移位和自动夹摸装置，能滚压成形腹部或底部直径大于口部直径的陶瓷制品。,滚压成型机,椭圆滑板式异型产品滚压成型机,采用夹模自动装置解决了非圆形回转体且腹部大于口部的锅类产品滚压成形难的难题，主要用于陶瓷厂生产锅类、腹部大于口部具有一定深度的椭圆形制品，可取代注浆成形和旋压成形。,椭圆滚压成形机,解决了非圆形回转体产品滚压成形难的难题，主要用于陶瓷厂生产椭圆扁平制品鱼盘和具有一定深度的椭圆形锅类制品，可取代注浆成形和旋压成形。,2.1.3,挤出、车坯,工艺特点：,适用于管件、棒件、板件及砖瓦，在电瓷、无线电陶瓷及砖瓦等行业中广泛应用。,一般套管、棒形、支柱类电瓷产品：,用低水分泥段在横式或立式车床上车修成型；,空心和中孔大小不等的坯件：,采用立式多刀湿车，内径为直筒形的多采用横式湿车；对于大套管，可以采,用湿坯接、瓷接和整体车修,等三种方法。,蜂窝陶瓷的挤出成型,挤出制砖工艺,优点：,投资小、能耗低、坯体结构致密、模具费用低、无粉尘污染、工作环境好。,塑性挤出成型陶瓷墙地砖工艺在德国、日本、意大利一直使用。除了劈离砖、琉璃瓦外,日本在,80,年代开发出塑性挤压制,3006004,的瓷质釉面外墙砖的工艺。,2.1.4,湿压,适用：,支柱、悬式和针式绝缘子成型；鱼盘、方盘、火鸡盘、鸭池、浮雕类不可旋转（厚坯）产品，,120,360,件,/h,；磁性材料等,。,2.2,注浆成型,适用：,薄壁、空心、外形复杂及大而厚的异形制品。,广泛用于卫生陶瓷、艺术瓷、薄胎高档瓷及日用瓷的壶类，酒具、鱼盘等制品的成型，也叫可用于电瓷绝缘子、套管的成型。,成型方法：,离心注浆机、高位压力管道注浆机和气流压力管道注浆机，也可建立注浆成型干燥联动生产线。,注浆成型,1,）浇注立式浇注：,大批量产品；,手工管道注浆：,批量较小的产品。,2,）注浆设备离心注浆机：,各种壶类、坛类和花瓶等坯体注浆成型，生产能力,240360,时。,管道注浆机：,卫生陶瓷，成型定额因产品种类而异，如蹲式便器,4446,件人,班，高水箱,50,件人,班，低水箱,30,件人,班。,实心注浆,空心注浆,离心注浆,3,）高压注浆成型,基本原理：,高压注浆成型实际上是一个压滤过程，多孔塑料模具起过滤材料的作用。,流态泥浆在高压下在模具内脱水、吃坯、定型，,泥浆颗粒在模具工作面依次沉积，形成一定强度的坯体。泥浆压力越大，成型速度越快。多孔塑料模具为水分的排除而提供通道，并赋予产品一定的形状。石膏模型受强度的限制，无法满足压力注浆的要求。,高压注浆成型的工艺要求,高压注浆成型机：,主要有液压锁模、泥浆加压、电器控制和机架等，有些配有脱坯装置和泥浆加热装置。,合模方式：,水平方向和垂直方向。对洗面器、立柱等一般采用水平方式；对水箱等一般采用垂直方式。,多孔塑料模具：,合成树脂可承受,2.0MPa,压力，使用,5000 10000,次。采用微孔形成方法，树脂原料配制成乳液在常温下注入母模中反应固化成形，取出后加工组装而成。,泥浆：,性能稳定，颗粒级配合适。小于,1,的颗粒尽量少，避免模具微孔被堵塞。,高压注浆成型,工艺过程：,合模低压进浆高压注浆减压、放多余泥浆反吹开模取坯。,工艺特点：,泥浆压力高,(1.0,2.0MPa),，模具不需要干燥，可连续注浆。出模坯体水分为,16%,17%,，成形周期,10,30min,。,工艺优点：,1,）成型速度较快、效率高；,2,）生产线占地面积小，操作环境好；,3,）制品尺寸精度较高，表面光滑，修坏量小；,4,）制品生坯强度高，破损小；,5,）比较适应薄型坯件或具有不同厚度坯件的成型；,6,）注浆机能保证边缘和凸纹的尺寸精度；,7,）产品质量较高，一级品率达,95%,；,8,）干燥、烧成收缩小、坯体变形小。,9,）与传统注浆工艺相比，在烧成过程中，可减少产生针孔；,10,）操作简便。,2.3,压制成型,根据含水率分为干压和半干压成型。,适用制品：,形状规整，尺寸要求严格，体积不大，主要用于釉面砖、墙地砖、锦砖、低压电瓷等。,等静压成型：,电瓷产品中棒型绝缘子、高压绝缘子及火花塞绝缘体，高档日用瓷、特种陶瓷。,压砖机：,建筑陶瓷，摩擦压砖机、摩擦加油压压砖机和全液压压砖机。要求压机单位面积上的压力达到,15,20,兆帕，粉料的压缩比为,2.17,2.50,。,釉面砖或墙地砖的成型采用全自动液压压砖机，并配备相应的磨边码垛机和装窑车机。,压砖机的选型计算,压机台数,(N),：关键在于型号的选择，一般“一窑一机”。,年成型面积,Q,y,(m,2,/y),，每片砖的面积,S(m,2,/,片,),；,单台压机每天可压制的片数,F(,片,/d)F=,压机年工作日,每天工作班次,每班工作时间,每分钟压制次数,每次压制片数,K,：设备不平衡系数，一般取,1.2,等静压生产线,三、干燥,3.1,干燥设备的分类,1),干燥制度的控制：,自然干燥、人工干燥；,2),干燥方法：,对流干燥、辐射干燥、真空干燥、联合干燥,3,）干燥过程：,顺流、逆流和混流；,4,）干燥制度：,间歇式干燥器、连续式干燥器,5,）干燥器的外形：,室式、隧道式、辊道式等,现在陶瓷制品均采用人工干燥。主要干燥没备有链式干燥机、连续式隧道干燥室、间歇式燧道干燥室、室式烘房及辊道式干燥器。干燥的热源应尽量利用窑炉余热。,3.2,链式干燥机,基本特征,输送部件：,链轮、平行闭合链条、吊篮,(,盛放坯体,),；,干燥介质：,热空气（对流、辐射、喷射），蒸汽。,运行过程：,以两条平行的闭合链条作为坯体的悬挂输送机构，在干燥室内以一定的运动规律运行，使坯体得到干燥。链条可以水平布置、垂直布置或综合布置，水平布置分单层和多层。,适用：,日用陶瓷、小型坯件。,生产能力：,杯类,3000,4300,件,/,时，盘类,350-1228,件时。,一般流程,带模干燥：,前箱、青坯，干燥介质一般为蒸汽；,脱模干燥：,后箱，白坯，干燥介质一般为烟气。,链干机的选型计算,链条长度,L(m,),：,有效长度,+,返回长度,L,re,(m,),计算依据：,干燥量,q(,件,/d),、吊篮容量,m(,件,),、吊篮间距,l(m,),、干燥周期,t(h,),输送速度,v(m/s,),3.3,隧道干燥室,3.3.1,连续式隧道干燥室,结构特征：,干燥室断面与烧成隧道窑断面一致，便干燥后直接入窑。,选型计算：,根据干燥室内容车数及干燥车,(,或窑车,),的尺寸确定干燥室的尺寸与座数。,干燥室内容车数,n,干燥车装载量,Y(,件、片或,m,2,车,),3.3.2,间歇式燧道干燥室或室式烘房,适用：,卫生陶瓷及大型电瓷坯体,干燥室的总容坯量,Q,烘,(,件,/,座,),前道工序的生产率,q,0,(,件,/h),、干燥周期,t,（,h,）,Q,烘,=,q,0,t,干燥室所需间数,n,干燥室内烘坯车排数,X(,辆,),；每排烘坯车数,Y,；每辆烘坯车的装坯量,Z,3.3.3,连续式辊道干燥器,卧式辊道干燥器：,类似辊道窑，辊道窑下层带的干燥器或独立的辊道干燥器，窑尾余热逆流烘干；,立式干燥器：,金属辊棒组成吊篮。,三层辊道干燥器,四、修坯与粘接,1,）磨坯机：,用铜网、砂纸等在旋转主轴上对干坯进行打磨；,2,）挖底机：,用样板刀修理日用瓷底足；,3,）人工修坯：,小刀、砂纸、铜网、抹布、帚子等；,4,）数控修坯机：,电瓷大型绝缘子等,5,）粘接：,塑性泥连接柄之类的部件。,干修工段应设收尘装置。,电瓷数控修坯机,五、施釉,5.1,浸釉（蘸釉、漂釉）：,将坯件浸入釉浆中，利用坯体的吸水性，使釉料附着到坯体的表面上。适用：碗、杯、壶类外釉和盘、汤匙、扁平制品施内外釉。电瓷常采用浸釉机。,5.2,浇釉（荡釉、淋釉）：,手工浇釉和机轮浇釉。,手工浇釉：,多适用于缸、盆、坛、罐大件制品的内外釉。,机轮浇釉：,将坯件放到旋转的机轮上，然后将釉浆倒入坯件的中心，借离心力的作用把釉浆挂到坯上。常用于碗、盘类，小口径杯类则采用喷射浇釉。,施釉,5.3,涂釉（刷釉）：,多用于同一器物施几种不同的釉料或厚釉层及补釉，一般是用毛刷或毛笔沾上釉浆涂刷在坯件上，艺术瓷常用。,5.4,喷釉：,手工喷釉、机械喷釉、静电喷釉。多用于大型器物、素烧坯及薄胎产品。,高压静电施釉：,在釉料上施加高压静电，使雾化颗粒带电，在高压静电场的作用下釉料微粒定向移动到坯体上，产生放电反应，在坯体表面形成均匀致密、附着力强的釉层。,特点：,产量高，施釉质量好，适应性强，釉料回收率高，对环境污染少，占地面积小，生产效率高。,干法施釉：,撒干釉、干压施釉、干法静电施釉,多功能施釉线,配套布置淋釉、彩釉、磨釉、打点、洗边、自动印花、喷墨等多种装饰工艺。含支承传动部分、照明、电缆及电控系统，无级变速器传动等。,多功能施釉线及配套设备,六、成型车间生产流水线的组织,滚压成型生产线：,喂泥滚压青坯干燥脱模白坯干燥修坯施釉,储坯，模具循环使用,不同工位按操作周期等比配置，实现操作联动，形成连续生产的作业线。,特点：,设备利用率高，大于,90%,。一般成型设备的设备利用率来,50%70%,。如某厂碗类四头滚压成型干燥线，全线操作人数,4,人，生产能力,1500,件时。,思考题,1,、,成型车间工艺特点？成型车间工艺工艺设计原则？,2,、日用瓷、建筑陶瓷、卫生瓷以及电瓷的常用成型工艺？,3,、压砖机的选型计算方法？,4,、链式干燥机、隧道干燥室的选型计算？,5,、滚压成型生产线包括哪些工序？,