CN103868340B - 陶瓷坯的干燥方法及其所用的节能快速干燥窑 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种陶瓷坯的干燥方法，包括向干燥窑内通入热介质，所述热介质内混合有水蒸气，且该水蒸气在热介质进入干燥窑之前与该热介质混合。优化后，该热介质的湿度可调；热介质的湿度随着陶瓷坯的干燥程度而递减。本发明还公开了一种该方法中所用的节能快速干燥窑。
Description
技术领域
本发明涉及陶瓷制品的制备技术领域，尤其是涉及一种陶瓷坯的干燥方法。本发明还涉及用于该陶瓷坯的干燥方法中的节能快速干燥窑。
背景技术
陶瓷坯(包括陶瓷砖坯体或陶瓷板坯体)的干燥，是将坯体中所含水分根据生产工艺要求，减低到一定程度。通常的做法是：在干燥窑内通入热介质让坯体被加热，坯体中的水分受热蒸发。在该蒸发过程中，坯体表面的水分首先吸热气化，之后坯体内部的水分按一定速率补充迁移到表面，重复前述表面蒸发过程。之后，坯体更深处的水分也按一定速率往外层迁移而补充到水分已经外迁的位置，如此类推。这样，如果内层没有足够量的水分迁移过来补充至坯体上水分已经排出的位置，坯体就会产生收缩，造成坯体某些部位失水过多而收缩大，某些部位失水少而收缩小，这种差异使坯体内部产生一定应力，而该应力达到一定程度时，坯体所固有的强度无法阻止这种应力的影响，即会使坯体产生变形，甚至开裂。
影响坯体排水速度的两个基本的外部参数是温度和湿度。依照物理特性，水是从高湿的地方迁移到低湿的地方，湿度梯度越大，迁移越快。另外，水也是从高温的地方迁向低温的地方，温度梯度越大，迁移越快。还有一个重要的物理概念，就是相对湿度：当坯体里的水分蒸发到周边空间时，这种蒸发速度还受该空间气体(在干燥窑中就是热介质)相对湿度的制约，相对湿度越高，蒸发越慢，当相对湿度达到100％时，蒸发就停止。控制温度和湿度就可以控制干燥速度。我们需要的就是在坯体不开裂、变形量不影响后续加工的情况下，尽量提高干燥速度，同时能耗最低。
具有一定温度和湿度的干燥介质以一定的速度冲击坯体表面或在坯体周围空间流动可以改变砖坯的温度和与砖坯接触处的热介质湿度。热介质在坯体周边相对运动，我们称之为对流，这种对流越强烈，温度和湿度的梯度就越大，与坯体接触处的干燥介质相对湿度就越稳定。强对流可以通过热介质在供风管内经小孔或细风槽近距离高速喷向坯体表面来完成。
综上所述，影响干燥过程的核心要素就是温度、湿度和对流。其中前两个要素是基础性的，而后一个要素是用来反映前两个要素作用强度的。
同时，陶瓷坯的干燥窑大致可分为普通干燥窑和快速干燥窑。二者各具优缺点。1、普通干燥窑。其优点为：能够利用窑炉的烟气和余热作为热源，从而自身燃耗为零。其缺点为：干燥周期较长，温度调节、湿度调节及对流的控制较差，腐蚀设备，污染环境。2、快速干燥窑。其优点为：干燥周期短。其缺点为：每个独立的循环系统都需配备有独立的循环风机及燃烧机，燃耗和电耗都非常大。
针对上述二种干燥窑的优缺点比较，我们不难发现为什么二者到目前为止都还有很大的生存空间，即：陶瓷生产厂家选用普通干燥窑的主要原因在于无需考虑燃耗，生产成本较低；选用快速干燥窑的主要原因在于能够得到较短的生产周期及较小的空间占用，便于提高干燥制品的质量。
发明内容
本发明的目的是提供一种陶瓷坯的干燥方法，其具有能够有效避免砖坯在干燥过程中出现开裂的特点。本发明另一个目的是提供一种该方法中所用的节能快速干燥窑。
本发明所采用的技术方案是：陶瓷坯的干燥方法，包括向干燥窑内通入热介质，所述热介质内混合有水蒸气，且该水蒸气在热介质进入干燥窑之前与该热介质混合。
所述热介质的湿度可调。
所述热介质的湿度随着陶瓷坯的干燥程度而递减。
本发明的陶瓷坯的干燥方法所具有的优点是：能够有效避免砖坯在干燥过程中出现开裂。由前所述，我们知道：如果干燥窑的窑体内部在温度足够的情况下，能够较好的解决湿度问题，即可较好的控制砖坯的水分蒸发过程。本发明的陶瓷坯的干燥方法通过向热介质内添加入一定量的水蒸气，使热介质保持适量的湿度，通过适当调整，即可有效地保持坯体各部位水分流失的平衡，从而避免坯体在干燥过程中其内部产生较大的应力，进而避免了砖坯的开裂。
本发明的陶瓷坯的干燥方法中所用的节能快速干燥窑，包括窑体，该窑体上连通有热风管，所述热风管连通有水蒸汽管，且该水蒸汽管和热风管的连接口位于窑体的外部，同时，该水蒸汽管设有调节阀，且该水蒸汽管连接有蒸汽发生装置。
所述该节能快速干燥窑包括PLC，该水蒸汽管的调节阀为电子调节阀，该窑体上设有湿度检测仪，该PLC根据湿度检测仪的检测数据调节电子调节阀。
所述热风管连接窑炉的余热装置或烟气置换装置。
所述水蒸汽管连接的蒸汽发生装置连接窑炉的余热装置或烟气置换装置。
所述窑体上设有温度检测仪。
本发明和现有技术相比所具有的优点是：1、能够保持干燥窑内具有一定的温度和湿度，从而避免陶瓷坯出现开裂。本发明的节能快速干燥窑利用窑炉的余热或者是烟气置换后获得的干净的热空气作为热介质，使窑体内具有足够的温度；窑体连通有水蒸汽管，使窑体内具有足够的湿度。同时，抽湿管能够及时调整窑体内的对流。即，在湿度相对饱和的情况下，砖坯迅速吸热升温，当砖坯内外部温度趋于一致并比较高时，再逐步降低打入热空气的水蒸气含量，也就是降低热介质的湿度，使砖坯排水逐渐顺畅加快。由于砖坯内外温差小，砖坯此时不容易开裂。这样，从温度、湿度和对流三方面达到了窑体快速干燥砖坯，且砖坯不会开裂的目的。优化后，窑体上装有的湿度检测仪和温度检测仪。这样，当使用者将窑体内的温度和湿度都调节好后，直接向窑体内输送入湿度受控的热空气与砖坯进行热交换，交换完之后再全部抽出窑外。2、无需另行添加燃料，且能耗较低，干燥速度快、较为环保。由于本发明的节能快速干燥窑利用窑炉的余热或者是烟气置换热量后的热空气作为热源，不会对设备及环境造成污染，且无需再次消耗燃料，从而极为节能。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
图1是本发明的实施例的节能快速干燥窑的工作原理示意图。
图中：10、窑体；20、热风管；30、水蒸汽管；51、湿度检测仪，52、温度检测仪。
具体实施方式
实施例：本发明的陶瓷坯的干燥方法，包括向干燥窑内通入热风等热介质，从而使干燥窑内具有足够的温度。同时，该热介质内混合有水蒸气。这样，使热介质保持适量的湿度，通过适当调整，即可有效地保持坯体各部位水分流失的平衡，从而避免坯体在干燥过程中其内部产生较大的应力，进而避免了砖坯的开裂。同时，该水蒸气在热介质进入干燥窑之前与该热介质混合。这样，相对于其它用常温水和热介质在干燥窑外进行混合的方式而言，避免了水经过升温并汽化要吸收大量热能的缺陷，从而更为节能。
优化的，该热介质的湿度可调。这样，通过调节热介质的湿度，在保持砖坯不会裂开的前提下，尽量加快砖坯的干燥速度。具体的，热介质的湿度随着陶瓷坯的干燥程度而递减。比如，干燥窑内设有输送装置，砖坯放置于输送装置上，沿着输送装置的传输方向，砖坯内的水分逐步减少，即其干燥程度逐渐增大。此时，沿着输送装置的传输方向，干燥窑内各区域的通入的热介质所含的蒸汽量逐渐减少，使该处的砖坯外的湿度略低于砖坯内的水分含量。这样，既保证了砖坯具有较快的干燥速度，且不会造成砖坯的裂开。
实施本发明的陶瓷坯的干燥方法时，可以采取如下的节能快速干燥窑。
见图1所示：节能快速干燥窑，包括窑体10。该窑体10上连通有热风管20。其中，该热风管20连接窑炉的余热装置或烟气置换装置。即，热风管20在窑炉的余热装置或烟气置换装置的作用下向窑体10内输送进入热空气。该窑体10上连通有水蒸汽管30，且该水蒸汽管30和热风管20的连接口位于窑体10的外部。即，进入窑体10内的热介质已经含有一定的水蒸气。同时，该水蒸汽管30设有调节阀，且该水蒸汽管30连接有蒸汽发生装置。即，蒸汽发生装置通过水蒸汽管30向热风管20内输送入水蒸气，而调节阀用于调整输入水蒸气的量。这样，这样，从温度、湿度、对流三方面优化了窑体10内的加热环境，使该节能快速干燥窑能够快速、节能、环保的加热砖坯，且不会造成砖坯的裂开。
优化的，该节能快速干燥窑包括PLC(图上未示出)，该水蒸汽管30设置的调节阀为电子调节阀，该窑体10上设有湿度检测仪51，该PLC根据湿度检测仪51的检测数据调节电子调节阀。这样，使用者对PLC进行设定后，该PLC及时调整窑体10内的湿度，从而使窑体10内具有合适的湿度，且达到热介质的湿度随着陶瓷坯的干燥程度而递减的目的。
当然，该窑体10上也可以设有温度检测仪52。这样，使用者能够根据温度检测仪52的数据及时调整窑体10内的温度。此时，该温度检测仪52也可连接至PLC。
本发明中水蒸汽管30所连接的蒸汽发生装置亦可连接窑炉的余热装置或烟气置换装置。这样，水蒸气的产生亦无需另行消耗能量。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (6)
1.陶瓷坯的干燥方法，包括向干燥窑内通入热介质，其特征在于：所述热介质内混合有水蒸气，且该水蒸气在热介质进入干燥窑之前与该热介质混合，所述热介质的湿度为随着陶瓷坯的干燥程度而递减的方式可调。
2.根据权利要求 1所述的陶瓷坯的干燥方法中所用的节能快速干燥窑，包括窑体，该窑体上连通有热风管，其特征在于：所述热风管连通有水蒸汽管，且该水蒸汽管和热风管的连接口位于窑体的外部，同时，该水蒸汽管设有调节阀，且该水蒸汽管连接有蒸汽发生装置。
3.根据权利要求2所述的节能快速干燥窑，其特征在于：所述节能快速干燥窑包括PLC，该水蒸汽管的调节阀为电子调节阀，该窑体上设有湿度检测仪，该PLC根据湿度检测仪的检测数据调节电子调节阀。
4.根据权利要求2所述的节能快速干燥窑，其特征在于：所述热风管连接窑炉的余热装置或烟气 置换装置。
5.根据权利要求2所述的节能快速干燥窑，其特征在于：所述水蒸汽管连接的蒸汽发生装置连接窑炉的余热装置或烟气 置换装置。
6.根据权利要求2所述的节能快速干燥窑，其特征在于：所述窑体上设有温度检测仪。
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