CN115594487A - 新型陶瓷成型方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种新型陶瓷成型方法，包括步骤1，配料、球磨制浆；步骤2，过筛和除铁；步骤3，浆池均化；步骤4，浆料脱水成泥块；步骤5，将泥块切割成粒径小于2cm的大颗粒；步骤6，连续压制，直接将大颗粒压制成板材；步骤7，将板材切割成合适的陶瓷坯体；步骤8，对陶瓷坯体进行干燥处理。此外，本发明还针对步骤5提供了细化的实施方式。与现有的集成制粉加成型的工艺相比，本发明省略了造粒、筛分、磨圆处理等生产环节，从而简化了工艺流程，减少了耗材的消耗；与喷雾干燥造粒加成型的工艺相比，本发明大幅度降低了陶瓷成型过程的总能耗。
Description
技术领域
本发明属于陶瓷生产技术领域，具体涉及一种新型陶瓷成型方法。
背景技术
陶瓷成型，有广义与狭义之分。狭义的陶瓷成型，是指将符合要求的陶瓷粉料制作成陶瓷坯体(毛坯)的过程。例如期刊论文《陶瓷成型方法研究》(载《陶瓷研究》2021年第4期)，《陶瓷成型加工技术新进展》(载《现代技术陶瓷》2010年第4期)，《浅析影响陶瓷成型过程的因素》(载《真空电子技术》2009年第5期)，又如专利文献《陶瓷坯体注浆成型方法》(授权公告号CN106881757B)，《陶瓷坯滚压成型的方法》(申请公布号CN109514699A)，所涉及的陶瓷成型均为狭义的陶瓷成型。
广义的陶瓷成型，是指将陶瓷原材料制作成符合要求的陶瓷粉料，再将所述陶瓷粉料制作成陶瓷坯体的全过程。本发明所涉及的陶瓷成型，属于广义的陶瓷成型。
将陶瓷原材料制备成陶瓷粉料的过程俗称“造粒”。目前常用的陶瓷造粒方法主要有以下三类：
第一类方法为喷雾干燥造粒法，其工艺流程包括配料、球磨制浆、过筛和除铁、喷雾干燥造粒等主要工序。其中，喷雾干燥造粒的工序主要在喷雾干燥塔中进行。喷雾干燥塔是热能消耗及转换的主要设备，其能耗占陶瓷生产总成本的35％以上。
第二类方法为干法制粉法，其工艺流程包括配料、干法研磨、加湿造粒、最后通过流化床干燥得到表面无规则的含水量约为7％的实心颗粒。
第三类方法为集成制粉法，其工艺流程包括配料、球磨制浆、过筛和除铁、浆池均化、泥浆脱水、泥料切割、初步烘干、摩擦造粒同时干燥、磨圆处理同时干燥等主要工序。
上述三类造粒方法中，喷雾干燥造粒法过程相对简单，但其能耗高，仅就喷雾干燥造粒这一道工序(主要在喷雾干燥塔中进行)而言，所消耗的能量就占到陶瓷生产总能耗的35％以上。其它两类造粒方法的能耗虽然较低，但其造粒过程较复杂、耗材成本较高。
总之，在陶瓷成型的生产过程中，现有技术存在能耗高或者生产过程较复杂且耗材成本较高的技术缺陷。
发明内容
本发明的目的旨在降低整个陶瓷成型过程中的总能耗，简化生产工艺流程，减少耗材消耗，从而克服上述现有技术的缺陷。
上述发明目的是通过下述技术方案实现的：
一种新型陶瓷成型方法，包括下述步骤：
步骤1，配料、球磨制浆；
步骤2，过筛和除铁；
步骤3，浆池均化；
步骤4，浆料脱水成泥块；
步骤5，将泥块切割成粒径≤2cm的大颗粒；
步骤6，连续压制，直接将大颗粒压制成板材；
步骤7，将板材切割成合适的陶瓷坯体；
步骤8，对陶瓷坯体进行干燥处理。
在上述技术方案的基础上，本发明可采用下述附加的技术手段，以便更好地实现本发明的目的：
所述步骤5包括以下三个子步骤：
步骤5-1，粗切，把泥块切割成粒径≤2cm的大颗粒；
步骤5-2，干燥，将大颗粒干燥到含水量≤16％；
步骤5-3，细切破碎，得到粒径≤1cm的颗粒。
进一步地，所述步骤5由以下两个子步骤予以替代：
步骤5-1，使用炼泥机将泥块挤制成高质量泥料；
步骤5-2，使用挤出机将泥料挤制成泥饼；
并在执行所述步骤6时，使用连续压机将步骤5-2得到的泥饼连续压制成板材。
进一步地，执行步骤1时，用于制备陶瓷粉料的原料按质量份，包括15～20份α-氧化铝、10～15份硅酸锆、10～15份氮化硅、5～8份绢云母、5～8份钾长石、5～8份蒙脱石、5～8份蛇纹石、15～20份高岭土、25～30份球粘土。
进一步地，执行步骤1时，分别对α-氧化铝、硅酸锆、氮化硅、绢云母、钾长石、蒙脱石、蛇纹石、高岭土、球粘土共计九种原料进行球磨制浆，执行步骤2时，再将这九种原料制成的浆料混合在一起过筛和除铁。
本发明的主要有益效果如下：
1、与现有的集成制粉加成型的工艺相比，本发明省略了挤压造粒或摩擦造粒、筛分、磨圆处理等生产环节，从而简化了工艺流程，减少了耗材的消耗。
2、与喷雾干燥造粒加成型的工艺相比，因扬弃了喷雾干燥造粒工序，本发明显著地降低了陶瓷成型过程的总能耗。
3、本发明实施过程中所用到的各种设备均为现有技术中已有的设备，因而便于实施。
附图说明
图1为本发明实施例1的工艺流程图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，以下结合附图描述本发明的三个实施例：
实施例1
如图1所示，一种新型陶瓷成型方法，包括下述步骤：
步骤1，配料、球磨制浆；在本实施例中，用于制备陶瓷粉料的原料按质量份，包括15～20份α-氧化铝、10～15份硅酸锆、10～15份氮化硅、5～8份绢云母、5～8份钾长石、5～8份蒙脱石、5～8份蛇纹石、15～20份高岭土、25～30份球粘土。
步骤2，过筛和除铁；
步骤3，浆池均化，得到含水量为30％～42％浆料；
步骤4，浆料脱水成泥块；亦即将步骤2均化处理后的陶瓷浆料输送到压滤机中，使之在压滤机中初步脱水后，转化成含水量为18％～20％的泥块。在本实施例中，泥块的最初形态为长度和宽度约为2m，厚度约为4cm，厚薄均匀的滤饼。通过在压滤机的下方设置有传送带，脱水后的滤饼往下掉落到传送带上，并被传送带往外输送，在传送带末端的外侧，距末端约10cm处，设置有一把旋转的切刀，当滤饼被送出传送带末端，进入切刀的切割范围时，便被切成小块，经初步破碎后，滤饼被分割成边长为5cm～20cm的泥块，当然，我们也可以采用其它的方法如手工破碎的方式对滤饼进行初步处理。经初步破碎后再将泥块输送到喂料机中备用。
步骤5，将泥块切割成粒径≤2cm的大颗粒；亦即将步骤3得到的边长为5cm～20cm的泥块输送到切料机，并用切料机将泥块切割成粒径≤2cm的大颗粒(大颗粒的粒径通常为2cm或者略小于2cm)。
步骤6，连续压制，直接将大颗粒压制成板材；亦即将步骤4得到的大颗粒陶瓷原材料输送到连续压机，并使用连续压机将大颗粒陶瓷原材料压制成板材。
步骤7，将板材切割成合适的陶瓷坯体；亦即将步骤5得到的板材输送到裁切机，并用裁切机将板材切割成合适的陶瓷坯体；所谓合适的陶瓷坯体，是指陶瓷坯体的长、宽、高符合市场的需求，具体数值可根据客户的实际需要设定。
步骤8，对陶瓷坯体进行干燥处理。亦即将步骤6得到的陶瓷坯体输送到干燥机中，并在干燥机中进行干燥处理，得到含水量≤0.3％的素坯。
需要强调的是，上述步骤1至步骤3与现有的湿法制粉工艺中的相关工序相同，优选CN113979754A号发明专利申请所公开的对应技术手段实施上述三个步骤。另需说明的是，本发明实施过程中所用到的各种设备，例如湿式球磨机、压滤机、切料机、连续压机、裁切机、干燥机以及将这些设备连接的输送带等，均可使用现有技术中已有的设备，从而降低本发明的实施成本。
另需说明的是，由于α-氧化铝、硅酸锆、氮化硅、绢云母、钾长石、蒙脱石、蛇纹石、高岭土、球粘土这九种原料各自的硬度等物理性质不同，球磨制浆所需的时间也不同，因此，执行步骤1时，最好分别对α-氧化铝、硅酸锆、氮化硅、绢云母、钾长石、蒙脱石、蛇纹石、高岭土、球粘土共计九种原料进行球磨制浆，执行步骤2时，再将这九种原料制成的浆料混合在一起过筛和除铁。这样处理，有助于提高球磨制浆工序的工作效率并降低能耗，特别是，在由多台球磨机协同工作的情况下，这种处理方式的优点更加明显。此外，这种处理方式也同样适用于实施例2、实施例3。
实施例2
实施例2的具体步骤实施例1基本相同，所不同的是，在本实施例中，步骤5包括以下子步骤：
步骤5-1、粗切，把泥块切割成粒径≤2cm的大颗粒；
步骤5-2、干燥，将大颗粒干燥到含水量≤16％；
步骤5-3、细切破碎，得到粒径≤1cm的颗粒(例如粒径为0.3～0.5cm的颗粒)；
在上述子步骤中，经步骤5-1粗切后的大颗粒，被输送到陶瓷泥料烘干设备中进行干燥，得到含水量≤16％的大颗粒，再把这些大颗粒送入到高速切泥装置进行细切破碎，得到粒径≤1cm的颗粒。细切破碎的主要目的是：大颗粒经过干燥后，粒径小的含水量会低些，粒径大的含水量会高点，通过细切破碎，使颗粒的大小及含水量更加均衡，为后序连续压制提供更好的基础，使连续压制后板材的整体含水量分布更均匀。
实施例3
实施例3的具体步骤也与实施例1基本相同，所不同的是，本实施例未采用实施例1中的步骤5——将泥块切割成粒径≤2cm的大颗粒，而是在执行步骤4之后，先使用炼泥机将泥块挤制成高质量泥料，再使用挤出机将泥料挤制成泥饼，然后再使用连续压机将泥饼连续压制成板材。换句话说，就是在本实施例中，实施例1中的步骤5由以下两个子步骤予以替代：
步骤5-1，使用炼泥机将泥块挤制成高质量泥料；
步骤5-2，使用挤出机将泥料挤制成泥饼；
并在执行所述步骤6时，使用连续压机将步骤5-2得到的泥饼连续压制成板材。
以上通过三个实施例具体描述了本发明的技术方案，与现有的喷雾干燥造粒加成型的工艺相比，这三个实施例分别降低了总能耗的19.5％，18.8％，18.6％。与现有的湿法造粒加成型的工艺相比，这三个实施例均简化了工艺流程，其中，实施例1可节省耗材成本7％左右，实施例2、实施例3均可节省耗材成本6％左右。此外，根据这三个实施例制作的瓷砖，其吸水率、抗压强度等主要性能指标均符合GB/T4100-2015对AIa类产品的相关规定。
Claims (4)
1.一种新型陶瓷成型方法，包括下述步骤：
步骤1，配料、球磨制浆；
步骤2，过筛和除铁；
步骤3，浆池均化；
步骤4，浆料脱水成泥块；
步骤5，将泥块切割成粒径≤2cm的大颗粒；
步骤6，连续压制，直接将大颗粒压制成板材；
步骤7，将板材切割成合适的陶瓷坯体；
步骤8，对陶瓷坯体进行干燥处理。
2.如权利要求1所述的新型陶瓷成型方法，其特征在于：所述步骤5包括以下三个子步骤：
步骤5-1，粗切，把泥块切割成粒径≤2cm的大颗粒；
步骤5-2，干燥，将大颗粒干燥到含水量≤16％；
步骤5-3，细切破碎，得到粒径≤1cm的颗粒。
3.如权利要求1至2所述的新型陶瓷成型方法，其特征在于：执行步骤1时，用于制备陶瓷粉料的原料按质量份，包括15～20份α-氧化铝、10～15份硅酸锆、10～15份氮化硅、5～8份绢云母、5～8份钾长石、5～8份蒙脱石、5～8份蛇纹石、15～20份高岭土、25～30份球粘土。
4.如权利要求3所述的新型陶瓷成型方法，其特征在于：执行步骤1时，分别对α-氧化铝、硅酸锆、氮化硅、绢云母、钾长石、蒙脱石、蛇纹石、高岭土、球粘土共计九种原料进行球磨制浆，执行步骤2时，再将这九种原料制成的浆料混合在一起过筛和除铁。
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| Title |
|---|
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