CN1047551C - 长的陶瓷制品的连续制造装置 - Google Patents

Abstract

本发明包括将以粘土为主要材料的原料连续地挤压成形的挤压成形机，将成形机输出的连续成形带进行干燥的干燥机，把从干燥机输出的连续成形带切割成一定尺寸的行进式切割器，将由切割器切成一定尺寸的长干燥板加以输出的输送机，将从干燥机输出的长干燥板连续地进行预热、烧成、冷却的烧成炉，及把从烧成炉出口输送到下道工序的运送机配置成直线状，而使成形、干燥、切割、烧成等工序形成连续的生产线，在短时间内便宜地制造长的陶瓷制品的连续制造装置。

Description

长的陶瓷制品的连续制造装置

本发明涉及一种长的陶瓷制品的连续制造装置，其是通过将粘土作为主要成分的原料连续地挤出，形成中空状的连续带，用1-30分钟较短时间将其干燥，将连续带或者切割成一定尺寸之后的坯料，连续地用1-10小时加以烧成，制成有规定长度的陶瓷制品。

以前，陶瓷制品都是通过把原料成形、进行切割、接着将其干燥和烧成等工序制造的。例如瓦、瓷砖等都是通过把成形机输出的连续成形带切割成短尺寸的，再经压力加工等使其成形，接着将其干燥、烧成而制造的；或者是将材料充填到模具里，用压力加工使其成形，接着进行干燥、烧成而制成。可见，无论用哪一种方法，都是由断续的装置来制造。

即使用成形机能把原料连续地挤压成形，但由于其挤压成形的成品是可塑的坯料，因而在输送到下一道工序时要使该坯料不变形地移动是非常困难的。尤其是挤压成形的坯料是长的而且又做成中空状的，无论怎样小心都有些变形，因此用挤压成形机连续地挤压成形长的制品或中空制品，将其不变形地干燥、烧成，在以前几乎被认为是不可能实现的。

制造陶瓷制品的难度不仅在成形工序存在，在干燥工序和烧成工序也存在。第一，在干燥、烧成工序上需要用很多天(几天～一周)；第二，在干燥、烧成工序前，上述坯料成品的变形度非常大。尤其是中空状的坯料成品，按通常方式从外表面加热时表层比中空部分较快地干燥，因而与非中空的坯料成品相比，由于变形度增大从而使制品合格率降低。

如上所述，用这种装置，由于要考虑到成形带的扭曲、裂缝，因而在干燥工序、烧成工序中要多花1-2天时间，生产性能较差，有造成成本增加的缺点。另外，由于用以前的装置需要花用上述那样长的时间，要做成连贯到底的生产线就会拉得非常长，因而就形成那种称不上非常连续的生产线；又因为场地和成本的关系，不可能一条一条地进行干燥、烧成。与瓦、瓷砖等短尺寸的陶瓷制品能在中间夹存空隙地多层叠积起来进行干燥、烧成不一样，长的陶瓷制品不仅处理起来较难，而且要得到能满足其在各个端部和中央部的温度差(处在预热-烧成-冷地区域里)要求的制品就会增高成本，因而也就不容易实现。因此，用以前的装置连续地制造1-3米的长制品，而且在1-30分钟短时间内使其迅速干燥，又形成连贯到底的直线状生产线，并配设有包含烧成工序的装置等是完全不可设想的。

本发明在成形机和干燥机方面下了很多工夫，本发明的目的在于提供一种长的陶瓷制品的连续制造装置，使其通过大幅度地缩短干燥工序的处理时间，使成形、干燥、切割、烧成等工序形成连续的生产线，而可提供一种把中空状长的陶瓷品不论其尺寸大小都能制成质量均匀的制品，而且能在短时间内便宜地制造的连续制造装置。

本发明的目的是由以下技术方案实现的。

一种长的陶瓷制品的连续制造装置，其特征在于：将以粘土为主要材料的原料连续地挤压成形的挤压成形机；对成形机输出的连续成形带进行干燥的干燥机；把从干燥机输出的连续成形带切割成一定尺寸的行进式切割器；将由切割器切割成一定尺寸的长的干燥板加以输送的输送机；对从干燥机输出的长的干燥板连续地进行预热、烧成、冷却的烧成炉；和从烧成炉出口输送到下道工序的运送机，配置成直线状。

本发明的目的还可以由以下技术方案进一步实现。前述的长的陶瓷制品的连续制造装置，其中的干燥机是把红外线、微波、可燃气体、或烧成炉的余热中的任意一种以上作为热源。

前述的长的陶瓷制品的连续制造装置，其中在行进式切割器和烧成炉之间设置着把珐琅釉涂敷在从干燥机输出的而且被切割成一定尺寸的干燥板表面上的施釉机。

前述的长的陶瓷制品的连续制造装置，其中挤压成形机的接头上装设着在连续成形带的中央形成中空部分用的管状的带形芯的形成部分，在该形成中空部分用的带型芯的形成部分上，设置一根或与形成部分相对应地设置输送空气、温风、热风、干燥过的风、蒸气等用的空气供给管。

前述的长的陶瓷制品的连续制造装置，其中上述的挤压成形机做成在构成主体的第1挤压机上连接着构成辅助体的第2挤压机，它们同时地挤压各自的至少色彩不一样的原料，这些原料在挤压成形机内进行某种程度混合后，从接头那里被挤压出。

本发明与已有技术相比具有明显的优点和积极效果。由以上所述的技术方案及容后所述实施例可知，本发明的长的陶瓷制品的连续制造装置最大的优点是能在直线形的生产线上，用较短的时间进行原料的挤压、水分的减低、干燥、烧成、冷却等工序，能高速地制造连续成形带。还由于在原料的水分减低中利用了红外线、利用余热的热风、和在成形带的中空部分里进行的空气循环，因而能用较低的成本、在较短的时间里顺利地使水分减低，而且能高效率地大批量生产制造。此外，由于陶瓷制品的长度能切成任意的长度，因而能克服以前的陶瓷由热压配合形成变形的缺点，尤其是能解决由于长度方向的收缩而引起形成的尺寸误差。因此，本发明确为一具有新颖性、创造性与实用性的新设计。

本发明的具体结构由以下实施例及其附图详细给出。

图1是表示本发明的长的陶瓷制品的连续制造装置这一连续生产线中各个工序的方框图，

图2是表示长的陶瓷制品的连续制造装置的代表实施例的概略侧视图，

图3是表示成形带的立体图，

图4是表示组装在挤压成形机里形成中空部分用的带型芯的形成部分的成形机前端部分的概略断面图，

图5是形成中空部分用的带型芯的形成部分的主要部分立体图，

图6是表示干燥机的主要部分的立体图，

图7是表示烧成炉的主要部分的立体图，

图8是表示穿孔机的示意图，

图9是表示施釉机的主要部分的立体图，

图10是表示长的陶瓷制品的连续制造装置的另一个实施例的概略侧视图，

图11是表示长的陶瓷制品的连续制造装置的另一个实施例的概略侧视图，

图12是表示挤压成形机另一个实施例的概略侧视图，

图13是表示用图12所示的挤压成形机形成的成形带的主要部分的立体图。

下面，结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的长的陶瓷制品的连续制造装置的实施例的结构、特征及功效详细地说明如后。

首先请参照图1所示，说明怎样把各个工序的各种机器组合成一个整体的连续生产线。图1中，1是原料、2是以成形机为主的真空挤压成形机、非真空挤压机(下面简称为挤压成形机)、3是干燥机、4是切割器、5是烧成炉、6是陶瓷制品，而且在这条基本的连续生产线上可适当地组合进穿孔机7、加热器8、矫正机9、施釉机10、输送机11和运送机12等。

下面，用图2-图7来说明有代表性的连续生产线具体的实施例。图2是表示上述装置的有代表性的实施例(下面称为代表实施例)的示意图。图中，101是原料(相当于图1中的符号1)其是用搅拌机(图中未表示)把几种粘土和粘土熟料等混合而成的，由皮带输送机102输送到挤压成形机103(相当于图1中的符号2)。

如图4所示，挤压成形机103是通过接头104和形成中空部分用的带型芯的形成部分105把原料101连续地挤出形成如图3(a)、(b)所示的形状。主要的原料是天然的粘土，由于产地不同其成分有些不同，但这些不同成分的特征使它们的弱点相互制约，从而能得到符合规定的混合粘土。当然，如果在接头104中设置形成中空部分用的带型芯的形成部分105就能形成如图3(c)所示的板状。

所用的原料101的一个实施例是把陶石、高岭土、角蓝闪石、微晶高岭土、叶蜡石、绢云母、石英、长石、木节粘土、蛙目粘土等打碎，根据需要添加矾土、氧化锆、水后搅拌混合构成的。另外，也有根据需要用磁铁把原料101中的铁除去的。

具体地说，由形成中空部分用的带型芯的形成部分105所形成的连续成形带A的中空部分断面形状，例如是与正方形相对应的纵断面形状、而且是形成中空形的。如图4、图5(a)、(b)所示，若在其上固定空气供给管106，把泵107连接到该空气供给管106上，并把热风、干燥空气(温度为201-160℃、湿度为0-30％)等供到连续成形带(下面简称为成形带)A的中空部分B里，就能在中空部分B里强制地进行空气循环，使成形带A的各部分进行均匀的干燥，同时能有效地大幅度缩短干燥时间。

另外，图2中，108是加热器(相当于图1中的符号8)，其是把远红外线作为热源，能有效地在短时间内把成形带A从中心部分一直干燥到表层，把原料101所含的水分，例如从15-25％降低到10-15％，从而增加了保形性。

109是干燥机(相当于图1中的符号3)，其是把成形带A所含的水分进一步降低，例如降低到5％-0％用的区域，是在温度约90-400℃下加热成形带。而干燥机109所用的热源则可以利用例如从烧成炉112(相当于图1中的符号5)输出的含有余热的热风，如图6所示地把热风从管子110等喷射到成形带A上，用风扇111搅拌，使干燥机109的空气均匀地加热，就更有利于水分的蒸散。

125是行进式切割器(相当于图1中的符号4)，其是用回转的刀刃、激光、放电加工机、线切割机、水压切割机等任意一种装置将成形带A切断成任意长度，例如切成300-400mm。

119是输送机(相当于图1中的符号11)，例如是把金属网皮带122卷绕在主动轮120和从动轮121之间，而且在主动轮120和从动轮121之间配置多个具有自由辅助辊123的输送机，用比干燥机109输出的速度更快的速度输送由行进式切割器125切断的、从干燥机109内通过后输送过来的、有一定尺寸的成形带，以防与成形带A发生冲突。

112是烧成炉，由一种辊底窑、隧道型烧成炉构成，在其的内部，从入口112a到出口112b的温度分布呈山形地连续变化，按前后顺序大致区分成预热区域113、烧成区域114、冷却区域115，预热区域113的温度是150-170℃，烧成区域114的温度是800-1350℃，冷却区域115的温度为600-100℃。当然，各个区域里的温度是随原料101的种类和组成而不同，而且各区域的温度也不是明确地区分的，是在连续烧成过程中大致地区分的。

下面对烧成炉112进行更具体的说明。烧成炉112是燃烧石油、可燃气体、例如燃烧液化石油气来烧成成形带A。用来进行燃烧的燃烧室(图中未表示)的排列是与上述各个区域相对应地设置。而且是把金属网皮带、金属辊、陶瓷辊等用作烧成炉112内的成形带A的输送装置，尤其是在烧成区域114的范围里，由于温度升高到1300℃，因而是使用如图7所示那样，在金属主轴116、117之间配置着一种高级的氧化铝辊118的陶瓷轴，使热量不传导到驱动源地进行输送。

126是运送机，是由与上述输送机119同样的结构构成，其把从烧成炉112的出口112b输出的长的陶瓷板A1(相当于图1中的符号6)运送到对长的陶瓷板A1的表面进行研磨、进行捆包等工作的下道工序。

124是盖，用来对成形带A的直线运行区域加以保温，是用绝热性能较好的材料构成。烧成炉112的烧成区域114是用耐火砖、陶瓷纤维等形成，使成形带A直线连续地从中通过，在各种机器、区域之间还配设着吸、排气的风门(图中未表示)。

在加热器108、干燥机109、烧成炉112之间还可适当地配设图上未表示的自由辊、皮带等，这样，既可使成形带A不下垂，又能防止输送发生异常。

下面，说明这个制造装置的动作。先准备由天然粘土和粘土熟料、脱水剂和水构成的原料101，用和泥机把它们的重量％拌成天然粘土为61.5％、粘土熟料为20％、脱水剂为0.5％、水为18％。挤压成形机103选用挤压能力为100-150l/小时。泵107是2个马力(HP)，设置成将空气提供给形成中空部分用的带型芯的形成部分；在10米距离内配置20个波长为4μ-400μ的远红外线板型加热器作为加热器108，使成形带A内部的水分扩散到表面、加速其脱水，将水份减到10％。在大约10-30米的距离内由干燥机109使温度上升到200-300℃，在10米范围内达到300℃。烧成炉112则构成在预热区域113里、在8米距离内使温度上升到150-800℃；在烧成区域114里，在5米距离内就使温度上升到800-1300℃；在冷却区域115里、在8米距离内使温度降低到1300-100℃。

成形带A的挤压速度为0.5-2米/分钟，在加热器108和干燥机109之间配设着金属网皮带112，在预热区域113和冷却区域115用不锈钢辊，在烧成区域114用陶瓷辊，成形带A的输送线处于同样的高度，而且成形带A的移动速度与挤压速度设定成同步。

于是，通过皮带输送机102把原料101供到挤压成形机103，通过金属网皮带输送机122把如图3(a)所示的成形带A从挤压形成形机的出口连续地输送地加热器108，用加热器108把成形带A的水分减低到10％，然后输送到干燥机109。用干燥机109使成形带A干燥到含水分5-0％后，用行进式切割器125把成形带A切割成一定尺寸，例如切割成2424mm、3030mm、3636mm那样。然后输送到烧成炉112，经过预热→烧成→冷却，从出口112b做成长的陶瓷板A1(相当于图1中的符号6)输出，由此制得长的陶瓷板A1。

如上所述，本实施例的长的陶瓷制品的连续制造装置的最大优点是能用直线生产线而且在较短时间里进行原料的挤压成形、水分的减少、干燥、烧成、冷却等工序，并能高速地制成连续带。此外，由于在原料水分的减少中使用了红外线、利用余热的热风等热源，又在成形带A的中空部分里进行空气循环，因而用较低的成本、在短时间里就能顺利地把水分减低，也就能高效率地大批量生产。还由于能把陶瓷制品切割成任意长度，因而能解决以前陶瓷制品的由热压配合引起变形的缺点，尤其是由长度方向的收缩形成的尺寸误差。

以上所说的是本发明的长的陶瓷制品的连续制造装置的最佳实施例，其还能做成如下所述的装置。

即，图8是表示在图2所示的代表实施例的装置里组合进穿孔机130(相当于图1中的符号7)。如图8(a)所示，穿孔机130是配设在挤压成形机103的后面，如图8(b)所示，其是在辊子131的外周面上以适当的间隔设置一些钉子132，如图3所示那样，只在挤压成形带A的里面与挤压成形速度同步地穿设上换气孔133。通过在成形带A的中空部分B里进行空气循环，换气孔133能有效地缩短干燥时间。穿孔机130的钉子132的直径是2mm，钉子的高度是5mm。

另外，在行进式切割器125和烧成炉112之间还能设置施釉机134(相当于图1中的符号10)。如图9所示，施釉机134由用喷浆器、浇注式上漆机等把珐琅釉135加到成形带A上的珐琅釉涂敷机136(如图所示的喷浆器)和输送带137及珐琅轴承受盘138所构成，如图9所示，输送带137是把V字形皮带悬挂在转轮139之间。如图所示，在本实施例里是把带刀刃的V字形皮带用作输送带。

这样，通过在上述代表实施例的装置里组合进穿孔机130和施釉机134，就能够用直线型生产线而且在较短时间里高速地进行原料挤压成形工序、及利用中空部分B和换气孔133的水分减少工序、珐琅釉的涂敷、干燥、烧成和冷却等工序，制成连续的成形带。由于在原料的水分减少中利用了中空结构和换气孔133、红外线、及利用余热的热风，因而能用较低的成本而且较短的时间顺利地减低水分，而且能高效率地大批置生产。还能根据需要，在连续制造中容易地进行珐琅釉的涂敷。

图2所示的代表实施例里，是把加热器108设置在挤压成形机103和干燥机109之间，也可把该加热器108去掉，使挤压成形机103和干燥机109直接相连。

这时，也可以如图10所示，在挤压成形机和干燥机之间设置由多个自由辊构成的矫正机140(相当于图1中的符号9)和金属网皮带、布带、钢带等的输送机141。

矫正机140是把自由辊分成多段、梯形地配设在从接头104开始的笔直的延长线上，而且使它们与接头104处于相同高度地形成。使接头104处被挤压成形的毛坯状的成形带A不向左右弯曲、笔直移动那样地水平配列在平坦的辊上。自然，即使从接头104输出的挤压成形带A有一些弯曲，通过与自由辊的摩擦阻力的作用，使其能像从接头104直线地输出那样地加以导引。尤其是通过与输送机141的相乘叠加作用，使其的矫正机能更加增强。

亦即，输送机141是由金属网皮带、布带、钢带等一种带条和辊构成，当用比成形带A的移动速度稍快一点的速度，例如有0.1-5％的速度差，而比矫正机140快地将其驱动时，就能使成形带A在拉伸的状态下被输送，由这一作用和自由辊的摩擦阻力作用就能使其成直线地移动，以防其变形。这样当矫正机140、输送机141把从接头104输出的挤压成形带A仍保持在原先被挤压成形时的状态下输送到下一道工序时，也起到构成挤压成形状况观察区的作用。

当然，也可用压花辊R形成的压花加工部分，这样，就能在表面上加上任意的凹凸花样。

可以用红外线(远红外线)加热器、微波加热机、燃气加热机等来代替利用烧成炉112排出的余热废气的干燥机109，例如把远红外线作为第1阶段的热源，把微波作为第2阶段的热源那样把两种热源混合起来使其干燥。特别是远红外线加热器，由于用远红外线加热原料101内的一种成分如石英、高岭土(高岭石、角蓝闪石)等时，有优良的热浸透性能，因而能在较短时同内把成形带A的表层、中心层干燥。

图11是把生产线的结构按挤压成形机103、干燥机109、烧成炉112、行进式切割器125、输送机兼运送机119、126的顺序加以设置的示意图。由于把成形带A的切割工序放在干燥和烧成后进行，因而就不用担心在干燥和烧成时成形带A的收缩，能按正确的尺寸进行切割。

图12是挤压成形机103的另一个实施例，其是由第一挤压机2031和第二挤压机2032构成的。亦即，第一挤压机2031由把原料101A投入到挤压成形机103内的原料投入口2033、和把从原料投入口2033投入的原料101A混匀的第一螺旋桨部分2034、和把由第一螺旋桨部分2034混匀的原料101A的空气除去、并使其水分减少的真空室2035、和把通过真空室2035的原料101A再次混匀，从接头104按图13所示那样规定形状进行挤压成形的第二螺旋桨部分2038构成。

这是为了如下所述地用第二螺旋桨部分2038使原料101A与由第二挤压机2032供给的原料101B成半混匀状态，同时通过烧成使原料101A、101B部分熔融，花样就自然，而且使花样呈现在长的陶瓷板A1本身上，形成厚重的石材的外观，又能防止由于摩擦损耗造成外观性能的降低。

第二挤压机2032由投入原料101B的原料投入口2037和把原料101B混匀的螺旋桨部分2036构成，所投入的原料101B至少在色彩方面是与投入到第一挤压机2031里的原料101A不同。第一挤压机2031的真空室2035上连接着螺旋桨部分2038的前端。这里的原料101B是和原料101A一样、但原材料的配比变化了的或者原材料配比相同、但混入了无机颜料或者混入不同色彩颜料；由第二挤压机2032、相对于100份重量的原料101A，按1-100份重量的比例添加原料101B，然后由挤压成形机103形成如图13所示的长的陶瓷板A1的模样。

更具体地说，第二挤压机2032把原料101B添加到第一挤压机2031的真空室2035里，这样，用第二挤压机2032混匀的原料101B在真空室2035里与原料101A一起进行空气的去除和水分的调整，由第一挤压机2031的第二螺旋桨部分2038使原料101B与101A混匀后就能从接头104挤压出。换句话说，原料101A和101B一起只用第二螺旋桨部分2038就能混匀，形成半混匀状态后挤压出，而且由于原料101A是被投入到真空室2035里的，因而在原料101A和101B之间不会有空气存在，这使原料101A和101B之间的密结性能增高，所以能阻止成形带A的破坏。

而且，这种成形带A会产生如图13所示的原料101B沿挤压成形方向呈随机的形状混合到原料101A里的花样，这与仅用一种原料的挤压成形带相比会使外观性能格外提高。第二挤压机2032的挤压速度由添加到第一挤压机2031的原料101A里的原料101B确定。因此，原料101A、101B几乎是按一定的比例混匀并被挤压成形。

通过这样构成挤压成形机，就不像以前那样地制造单调的挤压成形体，其使两种原料沿纵长方向混合在一起，产生随机的花样，因而能制造出外观性能和厚重感方面都是优良的成形带A和长的陶瓷板A1。而且由第一挤压机2031和第二挤压机2032的挤压速度就能进行原料101A和101B的配比调整。由于烧成的长的陶瓷板A1是把花样加在质地本身里的，因而就能阻止由摩擦耗损引起的外观性能的降低。还由于把第二挤压机2032连接在第一挤压机2031的真空室2035上，因而即使是半混匀状态下也能增高原料间的密接性能，就不会影响到成形带A的强度。

Claims (5)

1、一种长的陶瓷制品的连续制造装置，其特征在于：将以粘土为主要材料的原料连续地挤压成形的挤压成形机；对成形机输出的连续成形带进行干燥的干燥机；把从干燥机输出的连续成形带切割成一定尺寸的行进式切割器；将由该切割器切割成一定尺寸的长的干燥板加以输送的输送机；对从干燥机输出的长的干燥板连续地进行预热、烧成、冷却的烧成炉；和从烧成炉出口输送到下道工序的运送机，配置成直线状。

2、如权利要求1所述的长的陶瓷制品的连续制造装置，其特征在于其中的干燥机是把红外线、微波、可燃气体、或烧成炉余热中的任意一种以上作为热源。

3、如权利要求1所述的长的陶瓷制品的连续制造装置，其特征在于在行进式切割器和烧成炉之间设置着把珐琅釉涂敷在从干燥机输出的而且被切割成一定尺寸的干燥板表面上的施釉机。

4、如权利要求1所述的长的陶瓷制品的连续制造装置，其特征在于挤压成形机的接头上装设着在连续成形带中央形成中空部分用的管状带形芯的形成部分，在该形成中空部分用的带型芯的形成部分上，设置一根或与形成部分相对应地设置输送空气、温风、热风、干燥过的风、蒸气等用的空气供给管。

5、如权利要求1所述的长的陶瓷制品的连续制造装置，其特征在于上述的挤压成形机做成在构成主体的第1挤压机上连接着构成辅助体的第2挤压机，它们同时地挤压各自的至少色彩不一样的原料，这些原料在挤压成形机内进行某种程度混合后，从接头那里被挤压出。

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