无机材料工艺学第4章配合料制备(4学时)_第1页
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文档简介

1、 u干粉料干粉料(含水量(含水量37,压制成型)压制成型)u半干泥料半干泥料(含水量(含水量815,压制成型)压制成型)u可塑料可塑料(含水量(含水量1825,可塑成型)可塑成型)u注浆料和泥浆注浆料和泥浆(含水量(含水量2835,注浆成型)注浆成型)u热压铸坯料热压铸坯料(成型剂为石蜡,不含水分,热压铸成型)(成型剂为石蜡,不含水分,热压铸成型) u生料干粉生料干粉(含水率(含水率0.5左右左右,干法),干法)u生料球生料球(含水量(含水量12左右,半干法)左右,半干法)u生料滤饼生料滤饼(含水量(含水量20左右,半湿法)左右,半湿法)u生料浆生料浆(含水量(含水量35 38,湿法),湿法)

2、u白生料:白生料: 不含煤不含煤u半黑生料:半黑生料:与部分煤与部分煤 一起粉磨一起粉磨u全黑生料:全黑生料:全部煤粉全部煤粉 一起粉磨一起粉磨l 配方准确配方准确 准确称料(应除去原料中水分,按绝干料计)准确称料(应除去原料中水分,按绝干料计) 加工过程中避免杂质混入加工过程中避免杂质混入l 组分均匀组分均匀 坯料中的各种组分,包括主要原料、水分、添加剂等都应坯料中的各种组分,包括主要原料、水分、添加剂等都应均匀分布,否则会使坯体或制品出现缺陷,降低产品性能。均匀分布,否则会使坯体或制品出现缺陷,降低产品性能。1. 基本要求基本要求l 细度合理细度合理 各组分颗粒应达到一定细度,并具有合理的

3、粒度分布,各组分颗粒应达到一定细度,并具有合理的粒度分布,以保证产品的性能和后续工序的进行。以保证产品的性能和后续工序的进行。l 气孔少气孔少 各种坯料中或多或少所含有的空气对产品质量和成型各种坯料中或多或少所含有的空气对产品质量和成型都有不利影响,应尽量减少其含量。都有不利影响,应尽量减少其含量。2. 具体要求具体要求u 坯料的可塑性坯料的可塑性u 含水量的控制含水量的控制u 颗粒细度的控制颗粒细度的控制u 气孔的控制气孔的控制 u 生坯干燥强度生坯干燥强度u 收缩率的控制收缩率的控制u 泥浆的比密度泥浆的比密度 u 泥浆的流动性泥浆的流动性 u 泥浆的厚化系数泥浆的厚化系数 u 泥浆的渗透

4、性泥浆的渗透性u 注浆坯件的干燥收缩注浆坯件的干燥收缩u 含水率、电解质调整含水率、电解质调整u 颗粒大小及团粒颗粒大小及团粒 u 含水率含水率 u 流动性流动性 u 压缩比压缩比 u 可塑性(粘性、结合性)可塑性(粘性、结合性)u 干坯强度干坯强度1. 由坯(釉)料化学组成计算坯(釉)式由坯(釉)料化学组成计算坯(釉)式若坯料中化学组成包含有灼减量成分,首先应将其换算成不若坯料中化学组成包含有灼减量成分,首先应将其换算成不含灼减量的化学组成;含灼减量的化学组成;以各氧化物的摩尔质量,分别除各该项氧化物的质量分数,以各氧化物的摩尔质量,分别除各该项氧化物的质量分数,得到各氧化物的得到各氧化物的

5、mol量;量;以碱性氧化物或中性氧化物以碱性氧化物或中性氧化物mol量总和,分别除各氧化物的量总和,分别除各氧化物的mol量,即得到一套以碱性氧化物或中性氧化物为量,即得到一套以碱性氧化物或中性氧化物为lmol的各的各氧化物的氧化物的mol数值;数值;将上述各氧化物的量按将上述各氧化物的量按ROR2O3RO2的顺序排列为实验式。的顺序排列为实验式。 2. 由坯(釉)式计算坯(釉)料化学组成由坯(釉)式计算坯(釉)料化学组成 将坯(釉)式中各氧化物的将坯(釉)式中各氧化物的mol数,乘以相应氧化物数,乘以相应氧化物的摩尔质量,得出各氧化物质量(的摩尔质量,得出各氧化物质量(g)。)。由坯(釉)式

6、中各氧化物质量总和为基准,求出各氧由坯(釉)式中各氧化物质量总和为基准,求出各氧化物的不含灼减的化学组成(质量百分数)。化物的不含灼减的化学组成(质量百分数)。若已知灼减,则可再化为包含灼减的化学组成。若已知灼减,则可再化为包含灼减的化学组成。3. 由配料量计算坯(釉)式由配料量计算坯(釉)式 需已知各种原料的化学组成,并将其化学组成换算成不含灼减需已知各种原料的化学组成,并将其化学组成换算成不含灼减量的化学组成;量的化学组成; 将每种原料的配料量(质量),乘以各氧化物的质量分数,即将每种原料的配料量(质量),乘以各氧化物的质量分数,即可得到各种氧化物质量;可得到各种氧化物质量; 将各种原料中

7、共同氧化物的质量加在一起,得到坯料中各氧化将各种原料中共同氧化物的质量加在一起,得到坯料中各氧化物的总质量;物的总质量; 以各氧化物的摩尔质量分别去除它的质量,得到各氧化物的以各氧化物的摩尔质量分别去除它的质量,得到各氧化物的mo1量;量; 以中性氧化物的总量去除各氧化物的量,即得到一系列以中性以中性氧化物的总量去除各氧化物的量,即得到一系列以中性氧化物(氧化物(R2O3)系数为)系数为1的一套各氧化物的的一套各氧化物的mol系数;系数; 按规定的顺序排列各种氧化物,即可得到所要求的坯式。按规定的顺序排列各种氧化物,即可得到所要求的坯式。 1. 由坯料矿物组成计算配料量由坯料矿物组成计算配料量

8、 (1)已知原料矿物组成,直接根据原料矿物组)已知原料矿物组成,直接根据原料矿物组成,确定各种原料的配料量。成,确定各种原料的配料量。 (2)已知原料化学组成,可先将原料化学组成)已知原料化学组成,可先将原料化学组成换算为矿物组成;再根据原料矿物组成,确定各换算为矿物组成;再根据原料矿物组成,确定各种原料的配料量。种原料的配料量。 2. 由坯料实验式计算配料量由坯料实验式计算配料量 (1)已知原料化学组成)已知原料化学组成 u 将原料化学组成换算成各种原料的矿物组成;将原料化学组成换算成各种原料的矿物组成;u 将坯料实验式换算成粘土、长石及石英矿物的质量分数。将坯料实验式换算成粘土、长石及石英

9、矿物的质量分数。计算中,把坯料实验式中的计算中,把坯料实验式中的K2O、Na2O、CaO、MgO都粗都粗略地归并为略地归并为K2O,则坯料的实验式可写成如下形式:,则坯料的实验式可写成如下形式: u 用满足法来计算坯料的配料量,分别以粘土原料和长石原用满足法来计算坯料的配料量,分别以粘土原料和长石原料满足实验式中所需要的各种矿物的数量,最后再用石英料满足实验式中所需要的各种矿物的数量,最后再用石英原料来满足实验式中石英矿物所需要的数量。原料来满足实验式中石英矿物所需要的数量。 (2)已知原料实验式)已知原料实验式 以坯料实验式中所列的每种氧化物物质的量为基以坯料实验式中所列的每种氧化物物质的量

10、为基准,依次减去所用原料的物质的量,最后换算为各种准,依次减去所用原料的物质的量,最后换算为各种原料质量分数。原料质量分数。 3. 由坯料化学组成计算配料量由坯料化学组成计算配料量 条件:已知原料化学组成条件:已知原料化学组成 (1)将坯料和原料含灼减量换算成不含灼减量化学组成;)将坯料和原料含灼减量换算成不含灼减量化学组成; (2)明确坯料中某种氧化物由哪种原料提供,再根据该氧)明确坯料中某种氧化物由哪种原料提供,再根据该氧化物在这种原料中的含量来计算其该原料用量,再用满足法化物在这种原料中的含量来计算其该原料用量,再用满足法来逐项计算坯料其他原料配料量;来逐项计算坯料其他原料配料量; (3

11、)为满足成型工艺要求而需使用两种粘土配料时,可根)为满足成型工艺要求而需使用两种粘土配料时,可根据生产经验确定其配合比例,逐项从坯料成分中扣除其对应据生产经验确定其配合比例,逐项从坯料成分中扣除其对应的含量,最终剩余量中若某氧化物仍较大时可选用纯原料补的含量,最终剩余量中若某氧化物仍较大时可选用纯原料补足,若无剩余或剩余量甚微,则计算结束;足,若无剩余或剩余量甚微,则计算结束; (4)最后根据各种原料的配合量算出其百分比。)最后根据各种原料的配合量算出其百分比。 例例 某厂的耐热瓷坯料及原料的化学组成如下表,试计算此某厂的耐热瓷坯料及原料的化学组成如下表,试计算此耐热瓷坯的配料量。耐热瓷坯的配

12、料量。 化学成分化学成分原料名称原料名称SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2O Na2O灼减量灼减量耐热瓷坯料耐热瓷坯料68.5121.202.750.824.351.68 0.18膨润土膨润土72.3214.110.782.103.132.704.65粘粘 土土58.4828.400.800.330.510.3111.16镁质粘土镁质粘土66.912.840.8322.361.206.35长长 石石63.2621.190.580.130.1314.41石石 英英99.450.240.31氧化铁氧化铁9.30碳酸钙碳酸钙56.0044.00耐热瓷坯料及原料的化学组成耐热瓷坯料及原料的化

13、学组成(wt%) 解解 (1)将原料干燥基化学组成换算成灼烧基(不含灼减量)将原料干燥基化学组成换算成灼烧基(不含灼减量)的化学组成。的化学组成。 注意:如所给定的坯料组成中有灼减量,也须同样换算成注意:如所给定的坯料组成中有灼减量,也须同样换算成不含灼减量的各氧化物的百分组成。不含灼减量的各氧化物的百分组成。 化学成分化学成分原料名称原料名称SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2O Na2O膨润土膨润土75.814.80.822.213.282.84粘粘 土土65.631.90.900.370.570.35镁质粘土镁质粘土71.53.030.8823.81.28碳酸钙碳酸钙100.0原

14、料灼烧基化学成分(原料灼烧基化学成分(wt%) (2)列表。用化学成分满足法进行配料计算,其坯料中膨润土用)列表。用化学成分满足法进行配料计算,其坯料中膨润土用量规定不超过量规定不超过5%,兹定为,兹定为4%。 化学成分化学成分 类别类别SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2O Na2O耐热瓷坯耐热瓷坯68.5121.202.750.824.351.86膨润土膨润土 4%3.030.590.030.090.130.11余量余量镁质粘土镁质粘土 100 4.22/3.28=17.75%65.4812.7020.610.542.720.160.734.224.221.750.23余量余量长石

15、长石 100 1.52/14.41=10.57%52.786.6720.072.242.560.060.730.010521.52余量余量粘土粘土 100 17.83/31.9=55.8%46.1136.717.8317.832.500.500.720.2100余量余量石英石英 100 9.41/99.45=9.48%9.419.410000.030.51余量余量氧化铁氧化铁 100 1.97/93=2.1%00.970.970.51余量余量氧化钙氧化钙 0.51%0.510.51配料量计算过程配料量计算过程 (3)计算原料干燥基的百分含量)计算原料干燥基的百分含量 灼烧基比例灼烧基比例(%)

16、 干燥基比例干燥基比例(%) 原料百分含量(原料百分含量(%) 膨润土膨润土 4.00 4.20 3.85 镁质粘土镁质粘土 17.75 18.95 17.40 长长 石石 10.57 10.57 9.68 粘粘 土土 55.80 62.80 57.60 石石 英英 9.48 9.48 8.70 氧化铁氧化铁 2.10 2.10 1.93 氧化钙氧化钙 0.51 0.91 0.84 109.01 100.00 注意:在计算粘土用量时所带入的注意:在计算粘土用量时所带入的 MgO及及KNaO,如含量很少,如含量很少,可以不予考虑。可以不予考虑。 4. 由由K2OAl2O3SiO2三元系统计算配料

17、量三元系统计算配料量 先将坯料和所用原料中的氧化物换算为先将坯料和所用原料中的氧化物换算为K2OAl2O3SiO2三元系统,然后用代数方法或图解方法进行计算。三元系统,然后用代数方法或图解方法进行计算。 换算方法:将化学组成中主要形成熔剂的氧化物换算方法:将化学组成中主要形成熔剂的氧化物CaO、MgO、Na2O分别乘以分别乘以 1.68、2.35、1.5转换为相当转换为相当K2O的含量,把的含量,把Fe2O3乘以乘以0.9转化为相当于转化为相当于Al2O3的含量的含量 如如:CaO的转换系数的转换系数=(K2O的相对分子质量)的相对分子质量)/(CaO的相对分子质量)的相对分子质量)94/56

18、1.68。若原料化学组成(不含灼减量)为:若原料化学组成(不含灼减量)为:SiO2 65.20,Al2O3 22.63,Fe2O3 0.16%,CaO0.22%, MgO 0.24%,K2O 10.20%,Na2O 1.36%当转化为三元系统时的三种组成的含量为:当转化为三元系统时的三种组成的含量为:K2O10.20+1.361.5+0.242.35+0.221.6813.17Al2O322.63+0.160.9 22.77SiO2 65.20换算可得:换算可得:K2O 13.02%,Al2O3 22.51%,SiO2 64.47% 由釉料实验式计算釉料配方由釉料实验式计算釉料配方 已知原料化

19、学组成,需将原料化学组成换算已知原料化学组成,需将原料化学组成换算成原料实验式,其计算方法与坯式的相同,再进成原料实验式,其计算方法与坯式的相同,再进行配料计算。行配料计算。 (1 1)利用瓷石雷蒙粉和高岭土直接配料)利用瓷石雷蒙粉和高岭土直接配料 的工艺流程的工艺流程 (2 2)硬质干粉料和黏土)硬质干粉料和黏土湿式球磨湿式球磨配料配料 的工艺流程的工艺流程 可塑坯料制备流程可塑坯料制备流程 (1 1)可塑泥段直接化浆可塑泥段直接化浆 (2)可塑泥段化浆、真空脱泡)可塑泥段化浆、真空脱泡 (3)球磨化浆)球磨化浆 (1) 粉料的工艺性质特点粉料的工艺性质特点 (2) 制备流程制备流程 A 造

20、粒工艺造粒工艺 普通造粒普通造粒 加压造粒加压造粒 喷雾干燥喷雾干燥 硬质原料硬质原料软质原料软质原料粗碎粗碎(颚式破碎机颚式破碎机)人工选料人工选料洗料洗料(洗石机洗石机)料仓贮存料仓贮存料仓贮存料仓贮存配料(铲车,地中衡)配料(铲车,地中衡)中碎中碎(轮碾机轮碾机)除铁除铁澄清排水澄清排水(贮浆池与搅拌机贮浆池与搅拌机)细磨细磨(湿式球磨机湿式球磨机)过筛过筛(电磁振动筛电磁振动筛)水和电解质水和电解质贮浆贮浆(泥浆池与搅拌机泥浆池与搅拌机)压滤压滤(压滤机压滤机)泥浆罐泥浆罐(真空脱泡和搅拌真空脱泡和搅拌)干燥造粒干燥造粒(喷雾干燥塔喷雾干燥塔)过筛过筛(自定中心振动筛自定中心振动筛)闷

21、料闷料(粉料仓粉料仓)压制粉料压制粉料粗练粗练 陈腐陈腐 精练精练 可塑泥条可塑泥条 注浆用泥浆注浆用泥浆干燥干燥(链条干燥机链条干燥机)打粉(打粉机)打粉(打粉机)过筛(振动筛)过筛(振动筛)压制粉料压制粉料注浆坯料注浆坯料 :2835%可塑坯料:可塑坯料:1825%压制坯料:压制坯料: 8 15% 半干压半干压 37% 干压干压真空练泥示意图真空练泥示意图 分分 类类 的的 依依 据据种种 类类 名名 称称坯坯 体体 的的 种种 类类瓷釉瓷釉 陶釉陶釉制制造造工工艺艺釉料制备方法釉料制备方法生料釉、熔块釉、挥发釉(盐釉)生料釉、熔块釉、挥发釉(盐釉)烧成温度烧成温度低温釉(低温釉(1300

22、)、易熔釉、难熔釉)、易熔釉、难熔釉烧成方法烧成方法一次烧成釉、二次烧成釉一次烧成釉、二次烧成釉组组成成主要熔剂主要熔剂长石釉、石灰釉(包括石灰长石釉、石灰釉(包括石灰-碱釉,石灰碱釉,石灰-碱土釉)、锂釉、镁釉、碱土釉)、锂釉、镁釉、锌釉、铅釉(纯铅釉、铅硼釉、铅碱釉、铅碱土釉)、无铅釉锌釉、铅釉(纯铅釉、铅硼釉、铅碱釉、铅碱土釉)、无铅釉(碱釉、碱土釉、碱硼釉、碱土硼釉)(碱釉、碱土釉、碱硼釉、碱土硼釉)主要着色剂主要着色剂铁红釉、铜红釉、铁青釉铁红釉、铜红釉、铁青釉性性质质外观特征外观特征透明釉、乳浊釉、虹彩釉、半无光釉、无光釉、水晶釉、单色釉、透明釉、乳浊釉、虹彩釉、半无光釉、无光釉、

23、水晶釉、单色釉、多色釉、结晶釉、碎纹釉、纹理釉多色釉、结晶釉、碎纹釉、纹理釉物理性质物理性质低膨胀釉、半导体釉、耐磨釉低膨胀釉、半导体釉、耐磨釉显显 微微 结结 构构玻璃态釉、析晶釉、多相釉(熔析釉)玻璃态釉、析晶釉、多相釉(熔析釉)用用 途途装饰釉、粘接釉、商标釉、餐具釉、电瓷釉、化学瓷釉装饰釉、粘接釉、商标釉、餐具釉、电瓷釉、化学瓷釉生料釉:生料釉:将全部已加工至一定粒度的釉用原料,按将全部已加工至一定粒度的釉用原料,按配方精确称量后,直接加水于球磨机内研磨配方精确称量后,直接加水于球磨机内研磨熔块釉:熔块釉:先将一些水溶性或有毒、易挥发物质单独先将一些水溶性或有毒、易挥发物质单独混合调配

24、,在较高温度下熔化后淬冷成玻璃状碎块混合调配,在较高温度下熔化后淬冷成玻璃状碎块(熔块),再将熔块与适量粘土等配合成釉(熔块),再将熔块与适量粘土等配合成釉 从以下几个方面予以控制:从以下几个方面予以控制:(1 1)原料)原料(2 2)配料)配料(3 3)釉浆细度)釉浆细度 (4 4)釉浆相对密度)釉浆相对密度 (5 5)流动性与悬浮性)流动性与悬浮性 生料釉制备工艺流程生料釉制备工艺流程 熔块釉制备工艺流程熔块釉制备工艺流程 一定的细度一定的细度适中的相对密度(浓度)适中的相对密度(浓度)适宜的流动性(粘度)适宜的流动性(粘度)适当的保水性适当的保水性 一定的细度一定的细度l 影响釉浆稠度、

25、悬浮性、釉坯粘附性、坯釉烧后性状及釉影响釉浆稠度、悬浮性、釉坯粘附性、坯釉烧后性状及釉面质量面质量 l 磨釉越细,其悬浮性越好,不易分层,粘附性越好,烧成磨釉越细,其悬浮性越好,不易分层,粘附性越好,烧成温度可降低温度可降低l 磨釉过细,使釉粘度增大,触变性增强,影响施釉工艺;磨釉过细,使釉粘度增大,触变性增强,影响施釉工艺;干燥收缩大,易造成生釉层开裂和脱釉等缺陷干燥收缩大,易造成生釉层开裂和脱釉等缺陷l 熔块釉:磨釉越细,溶解度增大,熔块釉:磨釉越细,溶解度增大,pH值增高,釉浆易凝聚,值增高,釉浆易凝聚,并造成缩釉并造成缩釉l 对釉面砖用釉浆细度对釉面砖用釉浆细度万孔筛筛余:乳浊釉万孔筛

26、筛余:乳浊釉0.1%以下以下;透明釉透明釉0.1%0.2%;彩釉砖;彩釉砖1%以下以下 适中的相对密度(浓度)适中的相对密度(浓度)l 影响施釉速度和釉层厚度,取决于坯体情况和施釉方法影响施釉速度和釉层厚度,取决于坯体情况和施釉方法l 二次烧成釉面砖,喷釉釉浆相对密度二次烧成釉面砖,喷釉釉浆相对密度1.40左右左右l 一次烧成墙地砖,喷釉于生坯,釉浆相对密度一次烧成墙地砖,喷釉于生坯,釉浆相对密度1.72.0l 淋釉法施釉,釉浆相对密度淋釉法施釉,釉浆相对密度1.431.46l 卫生陶瓷釉浆相对密度卫生陶瓷釉浆相对密度1.601.62(乳白釉)和(乳白釉)和1.852.0(色釉)(色釉)l 釉

27、浆相对密度过小,釉在坯体上的粘附量减少,并使浆体中的釉浆相对密度过小,釉在坯体上的粘附量减少,并使浆体中的料粒迅速下沉,使产品因釉层稀薄而产生干釉料粒迅速下沉,使产品因釉层稀薄而产生干釉 适宜的流动性(粘度)适宜的流动性(粘度) l 适宜粘度具有一定流动性,以保证釉能均匀地分布在坯体上适宜粘度具有一定流动性,以保证釉能均匀地分布在坯体上以获得光亮釉面以获得光亮釉面l 取决于化学组成和釉烧温度,并可通过改变釉浆细度、加入取决于化学组成和釉烧温度,并可通过改变釉浆细度、加入电解质、调整水分以及陈腐釉浆等调整釉浆流动性,以确保电解质、调整水分以及陈腐釉浆等调整釉浆流动性,以确保釉浆施釉性能达到要求釉

28、浆施釉性能达到要求 l 流动性过大,釉易被坯体吸收,造成流釉或干釉现象;流动流动性过大,釉易被坯体吸收,造成流釉或干釉现象;流动性过小,釉不能很好地均匀分布在坯体上,造成釉面不平滑,性过小,釉不能很好地均匀分布在坯体上,造成釉面不平滑,光泽不好,釉缕流散不开造成堆釉,且气孔不易及时封闭而光泽不好,釉缕流散不开造成堆釉,且气孔不易及时封闭而造成釉面针孔等缺陷造成釉面针孔等缺陷 适当的保水性适当的保水性 釉料保水性:指釉料保水性:指釉浆中水分从釉珠中渗出向坯体内部扩散速釉浆中水分从釉珠中渗出向坯体内部扩散速度快慢的性质度快慢的性质。渗得慢则釉浆保水性好。渗得慢则釉浆保水性好 釉浆保水能力过小,水分

29、从釉珠中渗出速度快,容易在釉面釉浆保水能力过小,水分从釉珠中渗出速度快,容易在釉面形成小疙瘩;保水能力太强,釉珠易于向下流动,形成釉绺形成小疙瘩;保水能力太强,釉珠易于向下流动,形成釉绺缺陷。缺陷。 釉浆保水性调节:添加适量釉浆保水性调节:添加适量CMC(羧甲基纤维素)(羧甲基纤维素) 普通瓷质砖用彩点装饰,回坯泥中含有颜料,普通瓷质砖用彩点装饰,回坯泥中含有颜料,因而其回坯泥的回收方法与釉面砖、普通墙地砖的因而其回坯泥的回收方法与釉面砖、普通墙地砖的回收方法不同。回收方法不同。(1 1) 两种泥浆混合法两种泥浆混合法 第一步:第一步:将每天回收的同一颜色的回坯泥将每天回收的同一颜色的回坯泥(

30、 (由由回笼粉料和回坯组成回笼粉料和回坯组成) )称量测含水率,并进行高速称量测含水率,并进行高速搅拌化浆处理;搅拌化浆处理; 第二步第二步,根据回坯泥的多少,确定新配料中基,根据回坯泥的多少,确定新配料中基料和颜料的比例关系,然后配料球磨得到颜料含量料和颜料的比例关系,然后配料球磨得到颜料含量高的泥浆;高的泥浆; 第三步第三步,将新配颜料含量高的泥浆与颜料含量,将新配颜料含量高的泥浆与颜料含量低的回坯泥浆按比例混合,得到颜料含量标准的泥低的回坯泥浆按比例混合,得到颜料含量标准的泥浆,送入喷雾干燥塔,得到着色粉料。浆,送入喷雾干燥塔,得到着色粉料。 具体做法为按照干坯重量来确定补充量。具体做法

31、为按照干坯重量来确定补充量。 (2)色浆与回坯泥浆混合法色浆与回坯泥浆混合法 预先对颜料进行单独球磨,符合细度要求后,放预先对颜料进行单独球磨,符合细度要求后,放浆贮存,测出浓度。然后,每次只需将回坯泥进行称浆贮存,测出浓度。然后,每次只需将回坯泥进行称量测含水率化成泥浆,计算所需补充的颜料量,根据量测含水率化成泥浆,计算所需补充的颜料量,根据颜料制成色浆的浓度,求得需加入的色浆量。颜料制成色浆的浓度,求得需加入的色浆量。 本法简便,工序短,无论回坯泥多少,都可以方本法简便,工序短,无论回坯泥多少,都可以方便地进行混合。不足:便地进行混合。不足: 颜料单独球磨时,必须添加颜料单独球磨时,必须添

32、加悬浮剂;悬浮剂; 颜料细度不同于回坯泥中的细度及粒度分颜料细度不同于回坯泥中的细度及粒度分布,会影响呈色效果;布,会影响呈色效果; 添加的色浆较少,不易混合添加的色浆较少,不易混合均匀,导致色差。均匀,导致色差。 (3)补充颜料混合球磨法补充颜料混合球磨法 所需补充的颜料加入到回坯泥中,入球磨一道所需补充的颜料加入到回坯泥中,入球磨一道混磨,一段时间后放浆,成为合格的泥浆。工序简混磨,一段时间后放浆,成为合格的泥浆。工序简短,但由于新添加的颜料与坯料中原有的颜料细度短,但由于新添加的颜料与坯料中原有的颜料细度不一致,而易导致呈色不均。且二次球磨,造成坯不一致,而易导致呈色不均。且二次球磨,造

33、成坯料粒度过细,工艺性能发生变化,影响产品质量。料粒度过细,工艺性能发生变化,影响产品质量。(4) 一次性处理法一次性处理法 将每日产生的回坯泥送到回坯泥库堆放。到年将每日产生的回坯泥送到回坯泥库堆放。到年底,停窑检修前将所有的回坯泥作一次性处理,不底,停窑检修前将所有的回坯泥作一次性处理,不补充颜料,化浆后喷雾干燥,生产单一颜色的瓷质补充颜料,化浆后喷雾干燥,生产单一颜色的瓷质砖。砖。多颜色的回坯泥回收较困难,混合后大多近似多颜色的回坯泥回收较困难,混合后大多近似黑色,加入适量黑色颜料,回收成为黑色粉料。黑色,加入适量黑色颜料,回收成为黑色粉料。五、废坯料在生产中应注意的一些问题五、废坯料在

34、生产中应注意的一些问题 A 生坯强度降低生坯强度降低 可可 补加补加5 左右的可塑性粘土左右的可塑性粘土 及少量的及少量的CMC。 B 重新球磨料浆细度小,要调整烧成温度比正重新球磨料浆细度小,要调整烧成温度比正 常生产低问题。常生产低问题。 C 回坯泥含有较多的釉坯,影响坯体的烧成温回坯泥含有较多的釉坯,影响坯体的烧成温 度;则在新配的泥浆中增加度;则在新配的泥浆中增加2左右的高岭土。左右的高岭土。 D 颜料,称量一定要准确;添加的颜料应当与颜料,称量一定要准确;添加的颜料应当与 回坯泥中的颜料是同一批货,以免造成色差。回坯泥中的颜料是同一批货,以免造成色差。(1)粒度组成)粒度组成 即同一

35、种原料应有适宜粒度,不同原料间保持一定粒度即同一种原料应有适宜粒度,不同原料间保持一定粒度比,以保证配合料均匀度、熔制速度、玻璃液均匀度,提高比,以保证配合料均匀度、熔制速度、玻璃液均匀度,提高混合质量,防止配合料的分层。混合质量,防止配合料的分层。 (2)一定水分)一定水分 配合料中应具有一定水分,使水在石英颗粒原料表面上配合料中应具有一定水分,使水在石英颗粒原料表面上形成水膜,形成水膜,5%的纯碱和芒硝溶于水膜中,有助于加速熔化。的纯碱和芒硝溶于水膜中,有助于加速熔化。 (3)气体率)气体率 配合料有一定气体率,有利于玻璃液的澄清和均化。配合料有一定气体率,有利于玻璃液的澄清和均化。 对钠

36、钙硅酸盐玻璃,气体率为对钠钙硅酸盐玻璃,气体率为15%20%。 (4)混合均匀)混合均匀 首先保证配合料的一次均匀性,才能保证熔窑内玻璃液首先保证配合料的一次均匀性,才能保证熔窑内玻璃液的二次均匀性。的二次均匀性。 配合料总量逸出气体量气体率100 (一)计算依据(一)计算依据玻璃成分玻璃成分 原料化学成分原料化学成分 加热过程中原料中气体物质全部分解逸出加热过程中原料中气体物质全部分解逸出考虑考虑 原料分解后的氧化物全部转入玻璃成分中原料分解后的氧化物全部转入玻璃成分中 氧化物的挥发氧化物的挥发 补充以保证设计成分补充以保证设计成分 (二)配料参数二)配料参数 1. 纯碱挥散率纯碱挥散率 指

37、纯碱中未参与反应的挥发、飞散量与总量的比值,即:指纯碱中未参与反应的挥发、飞散量与总量的比值,即: 为经验值,与加料方式、熔化方法、熔制温度、纯碱的本性为经验值,与加料方式、熔化方法、熔制温度、纯碱的本性(重碱或轻碱)等有关,一般取(重碱或轻碱)等有关,一般取 0.2%3.5%。 纯碱用量纯碱挥散量纯碱挥散率100 2. 芒硝含率芒硝含率指芒硝引入的指芒硝引入的Na2O与芒硝和纯碱引入的与芒硝和纯碱引入的Na2O总量之比,即:总量之比,即: 芒硝含率随原料供应和熔化情况而改变,一般取芒硝含率随原料供应和熔化情况而改变,一般取8%15%之间,之间,浮法:浮法: 5% 纯碱引入的芒硝引入的芒硝引入

38、的芒硝含率100O2NaO2NaO2Na3. 煤粉含率煤粉含率 煤粉含率指由煤粉引入的固定碳与芒硝引入的煤粉含率指由煤粉引入的固定碳与芒硝引入的Na2SO4之比。之比。即:即: 碳粉的理论含率为碳粉的理论含率为4.2%,根据火焰性质、熔化方法调节,根据火焰性质、熔化方法调节,一般控制在一般控制在3%5%范围。范围。 含量芒硝含量碳粉碳粉含率1004SO2NaC 4. 萤石含率萤石含率萤石含率指由萤石引入的萤石含率指由萤石引入的CaF2量与原料总量之比,即:量与原料总量之比,即: 随熔化条件和碎玻璃的储存量而增减,一般在随熔化条件和碎玻璃的储存量而增减,一般在1%以下以下。 原料总量含量萤石萤石

39、含率1002CaF(三)计算步骤(三)计算步骤 先进行粗算,即假定玻璃中全部先进行粗算,即假定玻璃中全部SiO2和和Al2O3均由硅砂和砂均由硅砂和砂岩引入;岩引入;CaO和和MgO均由白云石和菱镁石引入;均由白云石和菱镁石引入;Na2O由纯由纯碱和芒硝引入。在进行粗算时,可选择含氧化物种类最少,碱和芒硝引入。在进行粗算时,可选择含氧化物种类最少,或用量最多的原料开始计算。或用量最多的原料开始计算。 进行校正。例如,在进行粗算时,在硅砂和砂岩用量中没进行校正。例如,在进行粗算时,在硅砂和砂岩用量中没有考虑其他原料引入的有考虑其他原料引入的SiO2和和Al2O3,所以应进行校正。,所以应进行校正

40、。 把计算结果换算成实际配料单。把计算结果换算成实际配料单。 1. 计算依据计算依据(1)原料化学成分()原料化学成分(wt) 化学成分化学成分名称名称含水量含水量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgONa2OK2OCNa2SO4砂岩粉砂岩粉198.760.560.100.140.020.19/长长 石石0.560.8621.600.200.310.1816.20/白云石白云石12.320.270.1630.4021.38/石灰石石灰石10.260.310.0355.90.08/纯纯 碱碱1/57.94/芒芒 硝硝21.100.120.120.500.3741.47/95.03煤煤 粉粉2/

41、80/(2)玻璃成分)玻璃成分 (wt) SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgONa2OSO372.101.300.128.304.0014.000.18 2. 配料参数确定配料参数确定 (wt) 配合料含水率配合料含水率 4wt 混合机容量为混合机容量为 1200kg (干基粉料碎玻璃)(干基粉料碎玻璃)纯碱挥散率纯碱挥散率芒硝含率芒硝含率碳粉含率碳粉含率碎玻璃掺入量碎玻璃掺入量3.104.04.520 3. 计算要求计算要求(1)熔制)熔制100kg 玻璃液所需各原料量(玻璃液所需各原料量(kg),列出),列出原料用量表原料用量表 (2)配料单计算,列出)配料单计算,列出配料表配料表 (

42、3)计算基础:)计算基础: 100kg 玻璃液玻璃液(4)计算精度)计算精度 :0.011 1、原料的加工处理、原料的加工处理A A 原料的干燥原料的干燥 B B 原料的破碎和粉碎原料的破碎和粉碎C C 原料的过筛原料的过筛D D 原料的除铁原料的除铁E E 粉状原料的输送与贮存粉状原料的输送与贮存2 2、配合料制备工艺流程、配合料制备工艺流程 粉库粉库粉库粉库筛分粉库混合称量称量水投料机窑头料仓运输混合称量粉库粉库粉库粉库筛分筛分筛分粉碎筛分筛分筛分粉碎粗碎破碎粉碎粉碎粗碎粉碎粉碎干燥水冷煅烧洗涤粗碎粗碎筛分拆包拆包水洗选矿碎玻璃煤粉芒硝纯碱萤石白云石石灰石硅砂砂岩1. 原料贮存方式:原料贮

43、存方式:堆场堆场 吊车库吊车库 纯碱芒硝库纯碱芒硝库 中间仓中间仓 粉料仓粉料仓2. 粉料仓布置方式:粉料仓布置方式:排仓排仓 群仓群仓3. 称量方式:称量方式:标尺秤标尺秤 电子秤(加量法、减量法)电子秤(加量法、减量法)4. 碎玻璃入窑方式:碎玻璃入窑方式:进混合机参与混合进混合机参与混合 进混合机不参与混合进混合机不参与混合 直接入窑直接入窑5. 原料的输送:原料的输送:铲车铲车 桥吊桥吊 皮带机皮带机 斗提机斗提机 溜管溜管6. 配合料的输送:配合料的输送:料罐料罐 皮带机皮带机 分为大块贮存、中块贮存、粉料贮存、配合料贮存等。分为大块贮存、中块贮存、粉料贮存、配合料贮存等。配合料不宜

44、大量贮存,但窑头料仓供给投料机配合料必须配合料不宜大量贮存,但窑头料仓供给投料机配合料必须连续供给,由于混合机是间歇放料,所以需贮存数小时配连续供给,由于混合机是间歇放料,所以需贮存数小时配合料。合料。粉料不宜大量贮存,因粉库易起拱,粉库土建投资较高,粉料不宜大量贮存,因粉库易起拱,粉库土建投资较高,其贮存只是满足粉碎、筛分机械检修之需。其贮存只是满足粉碎、筛分机械检修之需。中块贮存可以集中粉碎,再分别贮存,既能使粗、细碎作中块贮存可以集中粉碎,再分别贮存,既能使粗、细碎作业分开,又能在吊车库内对原料进行质量控制。但一般矿业分开,又能在吊车库内对原料进行质量控制。但一般矿物都是远程火车运来,需

45、堆场解决卸车问题。物都是远程火车运来,需堆场解决卸车问题。排仓和群仓,两者各有优缺点。排仓和群仓,两者各有优缺点。称量要求:快速准确;称量要求:快速准确;称量工艺:分别称量称量工艺:分别称量 累计称量;累计称量;称量方法:加量法称量方法:加量法 减量法减量法粒度粒度240mm,用量:配合料,用量:配合料1525%,破碎,或人工捣碎过破碎,或人工捣碎过5050mm篦子、除去杂质即可。篦子、除去杂质即可。 碎玻璃进入混合机与其它生料均匀混合,一起入窑;碎玻璃进入混合机与其它生料均匀混合,一起入窑; 碎玻璃进入混合机,不参与混合,与生料一起入窑;碎玻璃进入混合机,不参与混合,与生料一起入窑; 碎玻璃

46、不进入混合机,与生料一起入窑。碎玻璃不进入混合机,与生料一起入窑。 原料由下向上垂直输送或者是倾角较大原料由下向上垂直输送或者是倾角较大向上输送。向上输送。 水平或倾角较小输送。水平或倾角较小输送。由上而下、倾角较大的输送。由上而下、倾角较大的输送。:从吊车库将块状料放入喂料仓中。:从吊车库将块状料放入喂料仓中。 运输平稳,物料不易分层,保证配合料质量;便于质量运输平稳,物料不易分层,保证配合料质量;便于质量控制且不需增加设备费用,作业制度灵活,容易更改不同的罐控制且不需增加设备费用,作业制度灵活,容易更改不同的罐料。料。 落差大,料罐高度大于落差大,料罐高度大于1.6m,装卸料时易分层,电动

47、葫,装卸料时易分层,电动葫芦的损坏检修更换频繁,粉尘大且难解决,工人劳动强度大。芦的损坏检修更换频繁,粉尘大且难解决,工人劳动强度大。 投资少,土建少,设备投资费用少;经营投资少,土建少,设备投资费用少;经营费用少,所需劳动力少,工作效率高,维修方便;费用少,所需劳动力少,工作效率高,维修方便;操作简单,粉尘容易解决,可实现连锁联动自动操作简单,粉尘容易解决,可实现连锁联动自动化生产。化生产。 配合料质量无法控制,高度输送能力差,配合料质量无法控制,高度输送能力差,有倾角时输送距离大,输送过程中会因振动而发有倾角时输送距离大,输送过程中会因振动而发生分料,必须为三班制作业。生分料,必须为三班制

48、作业。 均匀性均匀性 化学组成化学组成 (1)原料成分控制;)原料成分控制; (2)原料水分控制;)原料水分控制; (3)原料颗粒度控制;)原料颗粒度控制; (4)称量精度控制;)称量精度控制; (5)混合均匀度控制;)混合均匀度控制; (6)分料(分层)控制;)分料(分层)控制; (7)粉料的飞料、沾料、剩料、漏料控制。)粉料的飞料、沾料、剩料、漏料控制。 第三节第三节 硅酸盐水泥生料制备硅酸盐水泥生料制备 几个基本概念几个基本概念1. 全黑生料、半黑生料、白生料全黑生料、半黑生料、白生料 在制备生料时,把全部煤与原料一起粉磨而得到的生在制备生料时,把全部煤与原料一起粉磨而得到的生料,称为全

49、黑生料料,称为全黑生料 只把一部分煤与原料一起粉磨(其余的煤在煅烧时再只把一部分煤与原料一起粉磨(其余的煤在煅烧时再加到生料中)而得到的生料称为半黑生料加到生料中)而得到的生料称为半黑生料 不含煤的生料称为白生料(煤从窑头加入)不含煤的生料称为白生料(煤从窑头加入) 2. 干燥基干燥基 物料烘干后,处于干燥状态,以物料干燥状态物料烘干后,处于干燥状态,以物料干燥状态的质量为计算单位时,称为干燥基。生料干配比的质量为计算单位时,称为干燥基。生料干配比及原料的化学成分通常以干燥基表示。及原料的化学成分通常以干燥基表示。3. 灼烧基灼烧基 去掉烧失量(结晶水、二氧化碳与挥发物质等)去掉烧失量(结晶水

50、、二氧化碳与挥发物质等)以后,生料处于灼烧状态。以灼烧状态的质量为以后,生料处于灼烧状态。以灼烧状态的质量为计算单位时,称为灼烧基。计算单位时,称为灼烧基。 (燃煤,掺入煤灰)(燃煤,掺入煤灰)(气体、液体燃料,无煤灰)(气体、液体燃料,无煤灰) 式中:式中:GA熟料中煤灰掺入量,熟料中煤灰掺入量,%; q单位熟料热耗,单位熟料热耗,kJ/kg熟料;熟料; Qy煤的应用基低热值,煤的应用基低热值,kJ/kg煤;煤; Ay煤的应用基灰分含量,煤的应用基灰分含量,%; S煤灰沉落率,煤灰沉落率,%; P单位熟料煤耗,单位熟料煤耗,kg煤煤/kg熟料。熟料。100100ASPAQSqAGyyyyQq

51、P 窑窑 型型无电收无电收尘器尘器有电收有电收尘器尘器窑窑 型型无电收无电收尘器尘器有电收有电收尘器尘器窑外分解窑窑外分解窑90100立波尔窑立波尔窑80100干法短窑、旋风预热器干法短窑、旋风预热器90100立立 窑窑100100 电收尘窑灰不入窑者,按无电收尘器者计算。电收尘窑灰不入窑者,按无电收尘器者计算。 已知原料、燃料的化学组成,若用窑外分解窑,以三种原料已知原料、燃料的化学组成,若用窑外分解窑,以三种原料配合进行生产(石灰石、粘土、铁粉),要求熟料的三个率值:配合进行生产(石灰石、粘土、铁粉),要求熟料的三个率值:KH=0.89,SM=2.1,IM=1.3,单位熟料热耗为,单位熟料

52、热耗为3350kJ/kg,计,计算原料配比。算原料配比。解:解:(1)确定熟料组成及要求的率值)确定熟料组成及要求的率值 (2)计算煤灰掺入量)计算煤灰掺入量 (3)计算干原料配比)计算干原料配比通常:石灰石配合比例通常:石灰石配合比例80%左右,粘土左右,粘土15%左右,铁粉左右,铁粉5%左右左右 取:石灰石取:石灰石81%,粘土,粘土15%,铁粉,铁粉4% 计算生料化学成分:生粉(生料)计算生料化学成分:生粉(生料) 灼烧生料灼烧生料 掺入煤灰(掺入煤灰(4.57%)后,计算灼烧生料、煤灰的化学成分。)后,计算灼烧生料、煤灰的化学成分。 %57.42093010010056.2833501

53、00yyAQSqAG名名 称称配合比配合比烧失量烧失量SiO2Al2O3Fe2O3CaO石灰石石灰石81.034.551.960.250.1543.03黏土黏土15.00.7910.542.210.820.21铁铁 粉粉4.01.380.461.930.14生生 粉粉100.035.3413.882.922.9043.38灼烧生料灼烧生料21.474.524.4867.09 名名 称称配合比配合比SiO2Al2O3Fe2OCaO灼烧生料灼烧生料95.4320.484.314.2864.02煤煤 灰灰4.572.451.620.200.22熟熟 料料100.0022.935.934.4864.2

54、4824. 093.228 . 248. 435. 093. 565. 124.648 . 235. 065. 1ccccSFACKH32. 148. 493. 5ccFAIM20. 248. 493. 593.22cccFASSMKH过低,过低,SM过高,过高,IM接近接近4)调整)调整 每增减每增减1%石灰石(相应减增石灰石(相应减增1%粘土),粘土),KH增减增减0.05 调整为:调整为: 石灰石石灰石82.2%,粘土,粘土13.7%,铁粉,铁粉4.1% 调整后算得调整后算得 KH=0.895,SM=2.14,IM=1.27(5)生产)生产 考虑到生产波动,考虑到生产波动,KH=0.89

55、0.02 SM=2.10.1 IM=1.30.1(6)计算湿原料配合比)计算湿原料配合比 考虑含水率:石灰石考虑含水率:石灰石1%,粘土,粘土0.8%,铁粉,铁粉12%湿石灰石湿石灰石 湿湿 粘粘 土土 湿湿 铁铁 粉粉 03.8310011002 .8281.131008 . 01007 .1365. 4100121001 . 4(7)质量比换算成质量百分比:)质量比换算成质量百分比:湿石灰石湿石灰石 =湿湿 粘粘 土土 = 13.61% 湿湿 铁铁 粉粉 = 4.59%61.1349.10103.8365. 481.1303.8303.83表表1 原燃料化学成分原燃料化学成分原原 料料Lo

56、ssSiO2Al2O3 Fe2O3CaOMgO总和总和硅率硅率硅铝比硅铝比石灰石石灰石40.884.570.930.47550.4481.6298.95粘土粘土8.2365.8115.517.480.470.7398.23炉渣炉渣19.4941.8723.685.492.450.5693.54铁粉铁粉2.8819.525.2359.164.553.1294.46煤粉煤粉56.2829.006.392.951.0695.68表表2 燃料品质工业分析(燃料品质工业分析(%) 燃料燃料品种品种应用基应用基水分水分水份水份灰份灰份挥发份挥发份固定碳固定碳分析基分析基低位热值低位热值煤煤100.7930.566.2762.3821143.3 kJ/kg 配料计算要求:配料计算要求: 采用立窑煅烧生产方法,全黑生料配方,对熟料率值要求为采用立窑煅烧生产方法,全黑生料配方,对熟料率值要求为KH=0.95 、SM=2.05 、IM=1.38,烧成热耗,烧成热耗=3600KJ/Kg熟料。假设熟料。假

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