第三章生产工艺过程-干燥

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材料科学与工程学院

第三章 陶瓷的生产工艺过程—干燥

主讲: 胡友根 副教授huyougen@

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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。

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材料科学与工程学院成形好的陶瓷坯体的含水率一般在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% 。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。

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材料科学与工程学院二、干燥的物理过程 ㈠ 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· 2O)中的结晶水。该水分结合最为 2H 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，体积收缩，产生收缩力，干燥时尤 为注意。

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材料科学与工程学院㈡ 坯体的干燥过程 ① 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。

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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。

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材料科学与工程学院② 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。

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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。

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材料科学与工程学院③ 干燥过程曲线加热 阶段 Ⅰ 温度 干燥速度 等速阶段 Ⅱ A 物料水分 降速阶段 Ⅲ 平衡阶段 Ⅳ

物料表面温度

物料水分

AA

KK

干燥速度

K时间 自由水范围 大气吸附水范围

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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。

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材料科学与工程学院1.烘房 室式(热风)干燥器(convective room drier)

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。

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材料科学与工程学院2. 链式干燥器 链式(热风)干燥器(convective chain drier)

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材料科学与工程学院链式干燥器

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材料科学与工程学院3.隧道式干燥器

隧道式(热风)干燥器(convective tunnel drier)

利用热风对坯件进行干燥而连续操作的隧道式装置。

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