CN110411153A - 一种薄壁中空陶瓷平板膜坯体的快速干燥方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种薄壁中空陶瓷平板膜坯体的快速干燥方法，包括以下步骤：在陶瓷平板膜坯体上面设置盖板，下面设置垫板，形成组合体；用微波和热风对组合体进行干燥处理。本发明涉及的加盖板的微波热风同时复合干燥方式相较于阴干及热风干燥、纯微波干燥和先微波定型后热风干燥，在干燥合格率、干燥时间和干燥平整度上均有明显改进。

Description

一种薄壁中空陶瓷平板膜坯体的快速干燥方法

技术领域

本发明涉及陶瓷平板膜坯体脱水生产方法技术领域，尤其涉及一种薄壁中空陶瓷平板膜坯体的快速干燥方法。

背景技术

陶瓷平板膜作为一种新型的高效板式多孔道陶瓷膜，因具有机械强度高、过滤装填面积大、耐酸碱性好、易反洗再生等特点近年来被广泛开发和应用推广，具有巨大的市场前景。

其陶瓷支撑体因采用塑性挤出的成型工艺，坯体配方内的含水率高且具有增塑剂、有机润滑剂、保水剂、润湿剂等有机质含量均较高的特点，给坯体的快速高质量干燥造成了较大制约：失水过快或干燥不均极易造成坯体的翘曲、变形、表面起泡甚至开裂。

另外，陶瓷平板膜的应用特点要求其应具有极好的平整度，否则安装和使用过程中都会伴有明显的形变应力，长期应用中，随曝气、反冲洗及积累滤饼层的压应力等因素，极易导致形变处的断裂失效问题。

综合现有相关文献，可以发现针对陶瓷平板膜坯体的快速高质量干燥方法少有介绍，且针对类似陶瓷砖坯的干燥多采用传统的阴干、热风干燥或微波干燥的方式。对于微波干燥的方法，多就微波设备的结构设计进行优化改进，以实现对陶瓷砖坯的均匀辐射，从而提高产品合格率乃至效率。

针对类似陶瓷平板膜这种具有较大长宽比的生坯，因其具有的干燥失水难、尺寸大、壁薄、平直度要求高等特点，在采用纯微波干燥或先微波定型后热风干燥的工艺时，仍然存在如下问题：

(1)微波干燥设备中不可避免的存在因磁控管的分布不均等造成的电磁场的不均匀性，特别是针对长宽比较大的坯体时，此问题所带来的的干燥不均匀性更加显著，因此，在干燥大尺寸的陶瓷平板膜坯体时，产品仍存在局部的翘曲变形，在干燥速率较快时，产品平整度甚至低于5‰；

(2)微波干燥中，因水分子为极性分子，会大量的快速吸收微波能而产生偶极子的转向极化使干燥速度急剧上升，由此带来的水分从坯体内部快速向表面扩散，若表面水分得不到快速扩散，尤其是坯体与下部承接板的贴合面的水分得不到快速扩散，则极易在坯体表面产生水蒸气的集聚而在坯体表面形成“水泡”，因此，干燥初期的微波干燥功率及速率也不易过快，从而造成了干燥效率低及工艺参数不易控制的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种薄壁中空陶瓷平板膜坯体的快速干燥方法，解决了大尺寸薄壁中空陶瓷平板膜坯体干燥过程中存在的翘曲、变形、开裂、起“水泡”等质量问题，提高了生产效率和产品质量。

根据本发明的一个方面，提供了一种薄壁中空陶瓷平板膜坯体的快速干燥方法，包括以下步骤：

在陶瓷平板膜坯体上面设置盖板，下面设置垫板，形成组合体；

用微波和热风对组合体进行干燥处理。

优选的，所述盖板包括多孔支撑板和表面垫材，所述表面垫材设置于所述多孔支撑板的下面。

优选的，所述垫板包括多孔支撑板和表面垫材，所述表面垫材设置于所述多孔支撑板的上面。

优选的，所述多孔支撑板为厚度4-6mm,平整度＜1‰、耐200℃以上温度的多孔板。多孔支撑板作为湿坯的承接板，要求具有一定厚度的原因主要是确保具有一定的承接强度，以免因承接板本身变形而导致湿坯干燥后的变形；平整度要求同样是为了确保干燥坯体的平整度，湿坯成型后即承接在表面铺设垫毡的多孔支撑板上，因湿坯干燥前具有可塑性，柔软未定型，若垫毡变形存在褶皱或者垫板本身凹凸不平，会造成坯体随垫毡或垫板的变形而变形；耐热性要求主要也是为了防止微波干燥过程中垫毡、垫板因高温发生形变而致使坯体发生变形。

优选的，所述表面垫材为耐热性大于200℃的滤布。

优选的，所述多孔支撑板为气孔率大于30％的多孔陶瓷板。

优选的，所述多孔支撑板为具有均匀分布5-10mm穿孔的电木板。

优选的，所述表面垫材为美塔斯针刺毡、氟美斯针刺毡或PPS针刺毡的任意一种。

优选的，用微波和热风对组合体进行干燥处理，包括：

采用微波干燥设备对组合体进行干燥处理。

优选的，采用微波干燥设备对挤出坯体进行干燥处理，包括：

预热阶段：热风温度50-70℃，微波功率70％-100％，干燥时间15-20min；

快速干燥阶段：热风温度80-110℃，微波功率100％，干燥时间35-45min，将坯体含水率降至1％以下；

冷却阶段：在30-40min内将温度降至40℃以下。

若预热阶段温度过高、时间过短，因坯体初始含水率高(12-19％)，极易导致干燥过程的坯体表面起泡；快速干燥阶段若温度过高、时间过短会增加能耗并可能会造成坯体内有机质的碳化，降低干坯强度。

采用坯体上面设置盖板，下面设置垫板的方式，解决了坯体快速干燥过程中的翘曲、变形乃至表面“水泡”的问题。

针对大尺寸薄壁结构的陶瓷平板膜生坯，采用微波干燥时，因干燥初始阶段含水率高，前期的微波定型工艺受波源分布、功率大小等参数的影响，过快干燥，仍然存在局部干燥不均导致翘曲变形甚至开裂的现象，加盖盖板和垫板后可将上述影响降至最低，可将干燥平整度由纯微波干燥(或先微波定型后热风干燥)的1～5‰降至1‰以内。

具体将薄壁中空结构的陶瓷平板膜坯体接到具有透气好、表面平整且具有一定承接强度的盖板和垫板上，盖板和垫板均由多孔支撑板和柔性耐高温的表面垫材组成。多孔支撑板起支撑作用，可以为高气孔率、透气性好且表面平整的多孔陶瓷垫板，也可为具有密布开孔且开孔均匀、耐高温且不受微波辐射影响的平整绝缘电木板等；设置在多孔支撑板上的表面垫材，为柔性耐高温滤布，应具有在200℃内长期使用不收缩变形且表面柔软、透气性好的特点(如耐高温针刺毡)。陶瓷平板膜坯体的上下表面分别设置盖板和垫板，然后将其输送至微波干燥设备内进行快速干燥。

塑性挤出陶瓷平板膜坯体因具有的高含水率、高有机质、长宽比大等特点，干燥困难且容易变形。若快速干燥极易造成因收缩不一致产生的坯体翘曲变形乃至开裂。采用本发明在坯体上增加透气性垫板和盖板的方式，一方面可以保证坯体在干燥过程中水分的均匀挥发，另一方面在外力的作用下，可以有效防止坯体在快速干燥中的翘曲变形，提高干燥效率和产品合格率。

如表1所示，为不同干燥方法的结果对照。本发明涉及的加盖板和垫板的微波热风同时复合干燥方式相较于阴干及热风干燥、纯微波干燥和先微波定型后热风干燥，在干燥合格率、干燥时间和干燥平整度上均有明显改进。

表1、陶瓷平板膜生坯不同干燥工艺的实施效果对比表

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明采用在陶瓷平板膜坯体上下表面分别加盖透气性盖板和垫板的方式，与微波、热风同时复合作用于陶瓷平板膜坯体相结合，缩短了干燥时间，解决了产业化过程中生产效率低的问题，较纯微波干燥生产效率可提高至少20％。

2、本发明通过采用加盖板垫板的微波热风同时复合干燥方式，提升了干燥的合格率，使干燥合格率不低于98％，相较于先微波定型后热风干燥的80-95％的干燥合格率有明显提升。

3、本发明通过采用在陶瓷平板膜坯体上下表面分别加盖透气性盖板和垫板的方式，避免了由干燥过快造成的局部干燥不均导致的翘曲变形甚至开裂的现象，可将干燥平整度由纯微波干燥(或先微波定型后热风干燥)的1～5‰降至1‰以内，使得干燥坯体外观质量好，坯体变形量极小。

4、本发明提供的薄壁中空陶瓷平板膜坯体的快速干燥方法，解决了快速干燥时坯体表面因水蒸气过快集聚导致的“起水泡”问题。

附图说明

图1为本发明的垫板；

图2为本发明的盖板；

图3为快速干燥时干坯表面形成的“水泡”；

图4为本发明干燥的坯体表面；

图中，1表面垫材,2多孔支撑板。

具体实施方式

为了更好的了解本发明的技术方案，下面结合具体实施例、说明书附图对本发明作进一步说明。

实施例一：

本实施例提供了一种薄壁中空陶瓷平板膜坯体的快速干燥方法，包括以下步骤：

(1)将40片长1150mm，宽300mm，厚6.0mm，孔道直径3.3mm，截面为57孔，含水率为13％-18％的陶瓷平板膜坯体承接于垫板上，垫板包括表面垫材1和多孔支撑板2，表面垫材1为耐高温美塔斯滤布，多孔支撑板2为多孔陶瓷板(所选多孔陶瓷板的气孔率为35％-40％、平整度＜1‰)，滤布铺设于多孔陶瓷板上面，如图1所示，在陶瓷平板膜坯体上表面加盖盖板形成组合体，盖板滤布铺设于多孔陶瓷板下面，如图2所示。

(2)将上述组合体置于微波干燥专用架车上(单架车装填40片)，并输送至连续式微波复合干燥设备腔体内(所选连续式微波干燥设备各区均配备有电加热风机、抽湿排潮装置且各区的微波最大功率为30kw可调，热风风机总功率为35kw)，并设置预热阶段干燥时间为18min，微波功率80％，循环热风温度60℃；设置快速干燥阶段干燥时间35min，微波功率100％，热风温度110℃，将坯体含水率快速干燥至1％以下；设置冷却段时间40min，坯体出口处设备测试显示温度降至36℃，完成干燥过程。

图3为快速干燥时干坯的表面，因水蒸气过快集聚导致的“起水泡”图4为本实施例干燥的坯体表面，并不具有“水泡”。

实施例二

本实施例提供了一种薄壁中空陶瓷平板膜坯体的快速干燥方法，包括以下步骤：

将30片长1000mm，宽350mm，厚7.0mm，孔道直径3.3mm，截面为66孔，含水率为14％-18％的陶瓷平板膜坯体承接于垫板上，垫板包括表面垫材1和多孔支撑板2，表面垫材1为耐高温美塔斯滤布，多孔支撑板2为多孔陶瓷板(所选多孔陶瓷板的气孔率为35％-40％、平整度＜1‰)，滤布设置于多孔陶瓷板上面，如图1所示，在陶瓷平板膜坯体上表面加盖板形成组合体，盖板的滤布设置于多孔陶瓷板下面，盖板如图2所示。

(2)将上述组合体置于微波干燥专用架车上(单架车装填30片)，并输送至连续式微波复合干燥设备腔体内，并设置预热阶段干燥时间为18min，微波功率85％，循环热风温度70℃；设置快速干燥阶段干燥时间40min，微波功率100％，热风温度100℃，将坯体含水率快速干燥至1％以下；冷却段设置时间35min，坯体出口处设备测试显示温度降至35℃，完成干燥过程。

实施例三

本实施例提供了一种薄壁中空陶瓷平板膜坯体的快速干燥方法，包括以下步骤：

将32片长1300mm，宽500mm，厚10.0mm，孔道直径4.5mm，截面为68孔，含水率为14％-16％的陶瓷平板膜坯体承接于垫板上，垫板包括表面垫材1和多孔支撑板2，表面垫材1为耐高温美塔斯滤布，多孔支撑板2为均匀开孔的绝缘电木板(开孔直径6.0mm，孔间距15mm)，滤布铺设于上述电木板上，如图1所示，在陶瓷平板膜坯体上表面加盖盖板形成组合体，盖板的滤布设置于电木板下面，盖板如图2所示；

(2)将上述组合体置于微波干燥专用架车上(单架车装填32片)，并输送至连续式微波复合干燥设备腔体内，并设置预热阶段干燥时间为15min，微波功率90％，循环热风温度70℃；设置快速干燥阶段干燥时间45min，微波功率100％，热风温度90℃，将坯体含水率快速干燥至1％以下；冷却段设置时间40min，坯体出口处设备测试显示温度降至36℃，完成干燥过程。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能。

Claims (10)

1.一种薄壁中空陶瓷平板膜坯体的快速干燥方法，其特征是，包括以下步骤：

在陶瓷平板膜坯体上面设置盖板，下面设置垫板，形成组合体；

用微波和热风对组合体进行干燥处理。

2.根据权利要求1所述的薄壁中空陶瓷平板膜坯体的快速干燥方法，其特征是，所述盖板包括多孔支撑板和表面垫材，所述表面垫材设置于所述多孔支撑板的下面。

3.根据权利要求1所述的薄壁中空陶瓷平板膜坯体的快速干燥方法，其特征是，所述垫板包括多孔支撑板和表面垫材，所述表面垫材设置于所述多孔支撑板的上面。

4.根据权利要求2或3所述的薄壁中空陶瓷平板膜坯体的快速干燥方法，其特征是，所述多孔支撑板为厚度4-6mm、平整度＜1‰、耐200℃以上温度的多孔板。

5.根据权利要求2或3所述的薄壁中空陶瓷平板膜坯体的快速干燥方法，其特征是，所述表面垫材为耐热性大于200℃的滤布。

6.根据权利要求4所述的薄壁中空陶瓷平板膜坯体的快速干燥方法，其特征是，所述多孔支撑板为气孔率大于30％的多孔陶瓷板。

7.根据权利要求4所述的薄壁中空陶瓷平板膜坯体的快速干燥方法，其特征是，所述多孔支撑板为具有均匀分布5-10mm穿孔的电木板。

8.根据权利要求5所述的薄壁中空陶瓷平板膜坯体的快速干燥方法，其特征是，所述表面垫材为美塔斯针刺毡、氟美斯针刺毡或pps针刺毡的任意一种。

9.根据权利要求1所述的薄壁中空陶瓷平板膜坯体的快速干燥方法，其特征是，用微波和热风对组合体进行干燥处理，包括：

采用微波干燥设备对组合体进行干燥处理。

10.根据权利要求9所述的薄壁中空陶瓷平板膜坯体的快速干燥方法，其特征是，采用微波干燥设备对挤出坯体进行干燥处理，包括：

预热阶段：热风温度50-70℃，微波功率70％-100％，干燥时间15-20min；

快速干燥阶段：热风温度80-110℃，微波功率100％，干燥时间35-45min，将坯体含水率降至1％以下；

冷却阶段：在30-40min内将温度降至40℃以下。