陶瓷件的生产设备

陶瓷件的生产设备（通用9篇）

篇1：陶瓷件的生产设备

陶瓷件的生产设备和投资

陶瓷干压制备工艺流程：原材料——配料——造粒——压制——烧结——加工

陶瓷胶凝成型工艺流程：原材料——配料——浇注——固化——干燥——烧结——加工

本规划以年产10吨陶瓷为基础进行测算。

1.原材料：陶瓷粉末。

（1）如果制造通用产品，可以购买市场上喷雾干燥好的造粒粉，买回

后可以直接压制毛坯，不需要投资混料设备和喷雾干燥设备。

（2）如果需要自己控制材料的配方，则需要购买球磨机和球以及喷雾

干燥机，总投资在80万元。

2.成型：

（1）对于小于2毫米的片状产品，可以考虑使用胶凝成型的方法，这

种方法的最大投资在技术引进上，具体数目不好估算，要与技术提供方具体协商，设备投资比较小。

（2）对于大于2毫米的产品都可以考虑使用压机压制的方法成型，压

机和模具的投资在40万以内.3.烧结：大批量烧结陶瓷制品一般使用隧道窑连续生产，10吨属于小批量生产，采用几台厢式高温炉间歇生产即可满足，窑炉投资30万。

4.陶瓷的加工：根据产品的复杂程度加工精度不同，磨床的投资不好计算。有些陶瓷是不需要加工的，可以直接销售。对于一般精度的加工，设备投资在30万可以满足要求。

篇2：陶瓷件的生产设备

（1）写出每天生产夏凉小衫w（件）与生产时间t（天）（t＞4）之间的函数关系式；

（2）由于气温提前升高，商家与服装厂商议调整计划，决定提前4天交货，那么服装厂每天要多做多少件夏凉小衫才能完成任务？

题型：解答题难度：中档来源：江苏期末题

解：（1）

（2）

=

=（或）

篇3：陶瓷件的生产设备

当前, 汽车制造业各类技术突飞猛进技术。汽车的车身的结构与材料变化很大, 承载式车身的应用被逐步推广。因此, 车身修复技术要求愈来愈高, 钣金修复工艺不但要对汽车车身的外形进行恢复, 而且要保障修复后的车身各项性能接近汽车损伤前的状态, 避免汽车“二次事故”的发生。因此要满足汽车车身维修高标准、高质量的作业要求。汽车钣金件的修复不但要具有先进的设备, 同时在车身修复作业中作业要规范, 同时要严把质量关。

1 汽车车身焊接工艺存在的不足

汽车的车身由于车祸等原因损伤后, 其壳体的钣金件一般都会出现凹陷变形现象, 在车身出现轻微变形时, 一般的的修复措施是焊接在车的凹陷部位牵引可拉环装置, 通过牵引将凹陷部位拉平, 除去焊接物后, 再通过加热对损坏部位进行褪火, 最后通过用手工锤击使汽车车身损伤部位恢复原态。在这个过程中, 由于牵引是多点进行的, 拉出时突出的点加多, 反复的敲击很容易使车身局部部分出现反复变形。导致金属薄板的车身再次受到损伤, 强度性能会减弱, 这样即使车身得以修复, 其机械强度也大大降低。同时, 使用这种措施工序多、操作繁琐。

2 修复汽车钣金件设备

本文阐述的修复汽车钣金件的设备主要包括有真空泵、吸盘以及牵引器三大部分。其构成原理图如图1所示。

在图中, 图中1为钣金件, 2为吸盘, 3使管路, 4是真空泵, 5为牵引器。其中真空泵通过管路与吸盘相连, 在吸盘上装设有与牵引器连接的拉环。

在图1中吸盘2采用金属制成, 吸盘沿口设有橡胶密封圈。其中心设有拉环可供牵引时连接, 沿口设有起密封作用的橡胶密封圈, 吸盘上设有抽气口用于连接真空泵以抽取吸盘内的空气。如图2所示。

在图中, 2-1为密封圈, 2-2为拉环, 2-3为抽气口。设备在工作时, 吸盘2通过管路3与真空泵4连接, 吸盘2通过拉环与牵引器5连接。

3 修复汽车钣金件的措施

1) 放置吸盘。首先将设备的吸盘放置在汽车车身钣金件的凹陷部位上, 启动真空泵。把将吸盘中的空气进行排空, 所用的真空泵可采用活塞式, 真空度≤0.01Mpa;

2) 通过牵引器拉动吸盘。在吸盘上装设上一根拉杆拉住吸盘, 拉杆上的外部活动套上安装上了一个撞锤套, 拉杆的另一端装设一根手柄, 手柄装设有排气、抽吸的的两个孔道, 排气孔道上与气室与大气相通, 同时, 气室通过横孔与抽吸盘内腔相通。气室的入孔处装设一个喷嘴, 当高压气流通过喷嘴时, 利用负压气流将吸盘稳固地吸附在被损表面处, 然后使活套在拉杆外部的撞锤套的外拉移动实现与手柄套的撞击;在负压的吸嘬及吸盘周缘对被吸表面的拉动下, 车身凹瘪表面会被拉出。吸盘吸力保持一定的力量均衡, 用力要适度, 不要用力过猛, 或斜着拉, 会导致吸盘或塑胶拉头损坏。负责更不要超出所使用吸盘的拉力范围, 要先轻轻试着拉。这样可以缓解凹陷的压力, 以及在按压压力点时, 底部凹陷处会向上反弹, 吸盘不需很大力量就会吸出。同时根据凹陷部位的深度和形成原因选择合适的吸盘, 或塑胶拉头。否则会因为拉力超出吸盘或塑胶拉头的拉力范围范围造成损坏。吸盘的使用部位保持干净。无油渍, 以便发挥最大真空拉力;

3) 进行反复敲打复原。敲锤一定要选用木锤或者橡胶锤等。这样可以有效地避免车身构件发生二次损坏 (即因修理造成的损坏, 敲打时, 应垂直地敲打, 击打部位应在板件的中部, 敲打金属表面的棱边将会加重金属板的变形) , 并让锤从金属表面弹回来。当锤子从金厉表面上弹回时, 可以绕着支点做轻微的旋转。其他的手指 (包括拇指) 将铁锤向下推, 不要用整个手臂或肩部, 而要用手腕使锤做环状运动。每两次敲击点的间距为1cm左右, 直到损坏处得到修复。锤击次数要少, 并尽量使每一次锤击都有效。

4 操作注意事项

1) 操作在车身损伤的凹陷边缘进行, 然后慢慢向中心不断推进, 逐步拉平车身损伤的表面。与常规的的焊接相比, 这种措施大大降低了车身的损害程度, 过形量少, 反复变形小, 车身修复后的机械强度得到保障;

2) 在牵引时, 对于向外弯曲的膨胀变形, 须做反向牵引, 即利用具有向内收缩功能的工具或设备, 使外胀式变形得以向相反的方向收缩。当车身的变形发生在单边时, 向内牵引收缩的固定方法亦应有所变化, 需要另选强度高的部位作为收缩牵引的基础, 以防止车身的另一侧发生不应有的变形。牵引法可以视需要获得足够的矫正力, 且所加力可以从零开始逐渐加大到所需的极限, 甚至可以从不同角度同时增大牵引力, 这对矫正综合变形更有利。可见, 牵引法更适合矫正大型构件的多方位变形, 尤其是矫正车身的整体变形, 非使用牵引法不可;

3) 运用锤击法一般要应遵循以下原则:首先是先大后小, 即锤击面一开始最大, 根据钣金件的修复状况逐步减小, 对变形影响较大的强度与支承点首先进行复位。同时相应的锤击的力度也先强后弱;二是在锤击中, 要随时观察与分析构件的结构强度;根据情况随时调整敲击点位、敲击范围、敲击力度以及疏密。敲击部位应从变形较大处起按顺序敲打;敲击力度、次数要适当, 为预防钣金金属板面出现延展、翘曲现象, 在敲击中不可连续敲击某一点;三是钣金金属面进行敲平时, 要遵循“敲高顶低”的原则, 随时调整锤击的力度, 锤击面的顶点与锤点的位置;四是当锤击作业接近完成时, 一般还要做一次调整。在锤击法进行矫正时, 钣金件的形态是不断发生变化的, 因此要通过调整保障矫正的效率与质量;五是敲志过程中要不停地用眼、手或测量工具进行检验, 以便随时纠正。

5 结论

总之, 本文提出的修复汽车钣金件的设备及其措施不使用车身修复的常用焊接连接方法, 车身钣金件损伤程度大大降低, 同时设备中的吸盘能够根据需要可进行移动, 可大大增加车身损伤部位上的牵引点。这种措施可使车身钣金反复变形量大大减小, 甚至不破坏车身原有的漆面, 降低了对车身损害程度, 保证了修复后的机械强度, 同时操作简便, 有着推广价值。

参考文献

[1]李贤林.汽车车身修复专业人才培养的思考[J].交通职业教育, 2010 (1) .

[2]陈勇.基于工作过程系统化的汽车车身修复技术课程设计[J].浙江交通职业技术学院学报, 2012 (2) .

篇4：电熔生产陶瓷熔块

关键词 陶瓷熔块，电熔炉，节能高效，环保

1引 言

当前，全球能源极其紧缺，能源价格飞速增长。以熔块（包括颜料）为主的陶瓷原料厂既是耗能大户，同时也是主要的环境污染源之一。节能降耗和防污减排是“十一五”规划提出的约束性指标，对于推动经济增长方式转变有着十分重要的意义。如何做好节能减排工作，是陶瓷熔块业目前所面临的重要问题。

目前，我国的陶瓷熔块炉主要使用的燃料是：重油、煤焦油、柴油、煤、天然气等。从技术经济角度来说，对日产量大于8吨的熔块炉，使用以上燃料没什么异议，但对于日产量小于8吨的熔块炉，如仍然使用以上燃料，那燃料成本就相当高：一是由于炉子面积小，炉型难以选用相对能耗较低、效率较高的双向马蹄焰池炉，只好选用高能耗、低效率的单向马蹄焰池炉或双碹窑；二是由于炉型小，对重油、煤焦油、煤等燃料，普遍存在未得到完全燃烧即排放出去的现象，无形中增大了能耗。只有燃烧价格昂贵的柴油，才相对地得到较完全的燃烧。而且炉越小，以上现象就越明显，特别是日出料小于5吨的熔块炉尤为明显。

电熔炉目前已在我国的玻璃、马赛克、搪瓷釉料等行业上广泛地使用，其中的成分与陶瓷熔块的成分相当接近，而且陶瓷颜料中的金属含量相对较高，处于熔融状态下的料液导电率也较大，因此，对电熔炉熔制更为有利。

陶瓷颜料电熔技术是近年来国际上发展起来的一项新技术，由于电熔炉具有许多优点，用电熔法熔制陶瓷颜料越来越引起陶瓷熔块行业的注意。

燃烧发生炉煤气、重油的小型炉，其中日出料小于8吨时，由于炉型较小，给设计、使用者均带来不少难题，对于日出料量小于5吨的炉子更为头痛：炉内尺寸小、火焰运行路线短，燃料得不到完全燃烧，造成高消耗、低产出。

为解决这个难题，海特克公司的工程技术人员经过反复多次进行的技术分析与经济效益评估，认为小型熔块炉引入全电熔炉熔化技术有着革命性的改进意义。

2全电熔炉的优点

（1） 规格灵活，不受规模大小的影响。

（2） 投资小。

（3） 热效率高。电熔炉热交换在炉内进行，温度最高的部位在电极附近，炉顶、池壁、、炉底温度较低，因而向周围介质散失的热量极少。表1是全电熔炉与火焰池炉的能耗比较表。

（4） 占地少。日出料1、3、5、8吨的电熔炉，占地面积分别只有：2.7m²、5m²、7m²、9m²。

（5） 厂房要求低。以日出料3吨的电熔炉为例：

厂房（长×宽×高）只需：5m×5m×4m即可。

（6） 环保条件优良。用燃料燃烧的方式熔化陶瓷熔块，不但排出大量烟气，同时还带走原料中的挥发物，严重污染环境。电熔炉属冷顶（炉顶不红），几乎处于密封状态，可大大减少有用组份的挥发，既无废气、烟气排出，也没有噪音，操作环境好，环保条件优良。

（7） 可自动化生产。电熔炉温度可自动控制、可自动连续加料、连续出料。

（8） 无污染、料质好。由于电熔炉的熔化原理是通电后两电极间的料液在交流电的作用下产生焦耳热，从而达到熔化和调温的目的。不但对料质无任何污染，料质的均化效果反而更佳，与普通的明焰炉（烧油、烧气炉）相比较，料质得到了更好的优化，可获得稳定、均匀和高质量的陶瓷颜料。

（9） 换料灵活。由于容积小，操作方便，对料性要求不同的陶瓷颜料均能满足要求，且每换一次料只需1～2天。

（10） 劳动强度低。电熔炉可实现自动化连续生产，工人劳动强度低，生产条件优越。

3从技术层面分析

表2为电熔炉熔化不同种类产品的成分比较。

从表2各成分的分析来看，对于电熔化工艺来说，没有任何影响因素可言,不存在任何技术问题，因此，技术上是可靠的。

4从经济角度分析

（1） 能源消耗与热效率

在电熔炉的熔制过程中，电流通过料液时，电能转换为热能的效率很高，可以高达90%～95%。电熔炉熔制常见的陶瓷熔块料的电单耗一般只有1.0～1.5kWh/kg毛料。采用直接加热方式燃烧常规燃料( 主要是指油、煤或天然气）的大型火焰熔窑，其效率只不过为25%～30%。

可见，与烧气或烧油的窑炉相比，电熔窑具有更高的热效率。但从经济上讲并不总是合算的，这取决于当地能源的价格，但对于日产量小于8吨的燃烧重油或柴油的小型陶瓷熔块炉来说，效益是明显的。

（2） 基建投资

电熔窑的初期投资比火焰窑低，因为电熔窑体积比较小，而且还不需要复杂又昂贵的蓄热室和烟道系统。电熔窑改建快，改建时造成的损失会较小。

各类电熔窑的大致造价如下所示。以炉龄＞18个月的电熔炉计算，具体投资额：

日出料1吨的电熔炉：投资额＜50万元；

日出料3吨的电熔炉：投资额＜75万元；

日出料5吨的电熔炉：投资额＜95万元；

日出料8吨的电熔炉：投资额＜120万元。

（3） 节约挥发性原料

冷顶电熔窑抑制了金属氧化物的挥发损失，特别熔制含铅、硼硅酸盐和氟化物乳浊陶瓷颜料特别理想。例如，对燃气熔化含铅陶瓷颜料的熔窑进行检测，其氧化铅的损失约为总生产量的8%，这种损失近似于陶瓷颜料的生产总成本增加了430元/吨。如果熔窑的日产量为7t/d，每天氧化铅的损失成本就为3010元，相当于在同等产量的电熔窑中生产相同数量的陶瓷颜料的电费的50%多。表3所列是火焰池炉和全电熔炉对易挥发物质挥发量的比较。

综上所述，日产量小于8吨的陶瓷熔块炉，尤其是对制造陶瓷颜料，采用全电熔炉是非常理想的熔化办法。

参考文献

1 辛木译.全电熔熔窑的设计.玻璃工业,1980,4

2 马家荣.搪瓷釉料电熔技术.玻璃与搪瓷,1991,6

3 叶京明译. 电熔和燃气窑炉的用能比较.玻璃译丛,1991,1

4 全电熔炉制搪玻璃釉工艺.中国搪瓷,1996,6

5 陈金方. 搪瓷瓷釉电熔炉. 中国搪瓷,1996,1

6 西北工业学院.玻璃工艺学.轻工业出版社

7 陈景雨. 陶瓷工业热工过程及设备, 中国轻工业出版社

8 华南工学院、清华大学编.硅酸盐工业热工过程及设备（下册）

篇5：大规格陶瓷薄板工艺生产

★★★

1.前 言

陶瓷薄板最初是日本利用废料研发并生产的，主要生产1200×2400×（3～6）（mm）规格的陶板，用来做推门板。而国内生产只是这两年的事，目前有三家生产过陶瓷薄板，加上佛山樵东陶瓷马上要生产，一共四家而已。

生产这种规格的产品主要销往日本，如果内销的话可根据客户对尺寸不同要求进行切割。而且也没必要做这种规格，可适当做小一点，做厚一点，可烧瓷化做仿古地砖。这类产品由于薄，受热快，可大幅减少热用量，对企业发展起战略性作用。

而目前国外有一些陶瓷厂家生采用这种工艺生产渗花釉。与施釉砖不同，它不需要淋釉，要把素烧改为干燥，印渗花釉。2.生产工艺

陶瓷薄板采用真空挤压成型，然后滚压制成6mm左右，并切割成略大1200×2400（mm）尺寸。最后干燥素烧、施釉、印花、釉烧等。具体工艺流程如下所示：

坯体配方—泥条制备—真空粗练—真空挤压成型—对滚压制—切割—微波干燥—低温素烧（可免）—釉料制备—直线淋釉（底、面釉）—大规格印花机印花—釉烧—切割—分级包装 1）坯体配方

（1）坯体配方类型

最初由于陶瓷薄板特殊用途，只能做成陶质的。瓷质的容易变形，且重量太大做门板不太适宜。但随着陶瓷薄板用途的广泛，最近一年出现了瓷质陶瓷薄板。A、陶质坯体

目前陶瓷行业陶质薄板吸水率控制在（6～10）%，一般陶坯化学组成范围（Wt%）如下：SiO2：65～73，Al2O3：16～23，CaO和MgO：4～10，K2O和Na2O：﹤2，Fe2O3：﹤1.5，TiO2：﹤1，I.L：6～10。其属于CaO--Al2O3--SiO2三元系统。而陶瓷薄板普通采用挤压成型，其坯体化学组成与普通 不同，其化学成分（Wt%）如下：SiO2：66，Al2O3：19，CaO和MgO：4～10，K2O和Na2O：﹤2，Fe2O3：﹤1.5，TiO2：﹤1，I.L：6～10。其配方如下：沙料：30～40%，泥料：35～45%，石灰石：5～10%，硅灰石：0～10%，膨润土：0～5%，长石：0～5%。其含铝量高，可加入少量的长石助熔，降低吸水率。B、瓷质坯体

瓷质陶瓷薄板是最近半年才出来的，最初听说是马来西亚一家陶瓷薄板生产厂家生产出来的。其吸水率为﹤0.5%。瓷质砖坯体化学组成范围（Wt%）如下：SiO2：65～73，Al2O3：16～23，CaO和MgO：﹤2，K2O和Na2O：4～7，Fe2O3：﹤1.5，TiO2：﹤1，I.L：﹤8。其属于K2O、Na2O--Al2O3--SiO2三元系统。超薄瓷板化学组成与普通瓷质砖比较，其含铝量要高、含硅量要低，另外含钾、钠量也要高一些。化学组成（Wt%）如下：SiO2：66，Al2O3：19，CaO和MgO：﹤2，K2O和Na2O：4～7，Fe2O3：﹤1.5，TiO2：﹤1，I.L：﹤8。其配方如下：石粉：45～55%，泥料：40～50%，滑石泥：0～3%，其配方要加入滑石泥和黑泥，其粘度好，不用再加膨润土。

（2）坯用原料

挤压成型与干压成型不同，其对坯料有特殊要求。主要是坯体干燥强度、可塑性吸水率等方面的要求。除此之外，原料还要选择储量丰富，质量稳定的。特别是泥料的性能必须满足。A、泥料的选择

增加干坯强度、可塑性以及收缩等工艺参数主要是粘土（泥料）起作用；因此要注意选择粘土，最好选二次粘土，烧失量太大的泥料在普通瓷砖无法使用，但可在超薄陶瓷板中使用。砖薄，不用担心排气问题。

如果在无法找到高粘度的粘土时，可用甲基代替。球磨时加水较多，用甲基代替粘土时，粘度虽然较大，但也能放浆。挤压成型要把泥浆榨泥练泥后才使用；因此在某种程度上讲超薄陶瓷板对坯料的要求并不高。B、沙料的选择

沙料要求白度好即可，无其它要求。C、石粉的选择

石粉在陶质薄板中用量很少，可以不用。它主要用在瓷质薄板中做助熔剂，要求白度高，烧成熔融温度低。D、其它原料的选择

一般陶质薄板中会加入一部分石灰石和硅灰石。一般一次半烧、二次烧成的话可以多加一些石灰石；而一次烧成的话尽可能少加。而瓷质薄板中还会加入（1～3）%的滑石泥，用来助熔、增白。

（3）陶瓷薄板对坯料的工艺要求

由于超薄陶瓷薄板采用挤压成型；因此坯料必须满足挤压成型的要求。A、可塑性

可塑性是塑性坯料的主要性能，是成型的基础。

5）对滚挤压成型

真空挤压后，还需对滚挤压。挤成需要的厚度，并切割成所需要的长度和宽度。经过第一次挤压，泥坯厚度为20 mm；第二次挤压后的厚减为一半为10 mm；第三次对滚挤压后的厚度为（5～8）mm。如果烧后要达到厚度为３mm，要加多一道挤压滚。对滚挤压如图（4）、（5）、（6）、（7）所示。

图（4）第一次对滚挤压

图（5）第二次对滚挤压

图（6）第三次对滚挤压

图（7）切割后的坯体

6）微波干燥

相对窑炉干燥，微波干燥效率高，占用面积极小，节省能源。此外，用微波干燥器干燥的坯体水分均匀，成品率高。微波干燥器一般安两组，一组9个，干燥后坯体水分控制在：2～8%之间。微波干燥与窑炉干燥比较如表（3）所示：

7）低温素烧（可以不用）素烧是为了提高坯体强度，以便于釉线走砖、淋釉和印花。大规格陶瓷薄板素烧窑很短，且温度低。其属于一次半烧。一般素烧窑长：30～50米，窑体内宽1.5米以上，烧成温度：800～900℃，一般烧：45～60分钟。

如果坯体强度够高，可以不素烧。但目前陶瓷薄板都是陶质的，大多经过两次淋釉，因此不素烧无法达到生产要求。据说马来西亚某厂已经生产出了瓷质薄板，吸水率在0.5%以下。如果是生产渗花砖则无需素烧。其实我国研发瓷质薄板较早，但没正式投入生产。最近佛山樵东陶瓷准备上800×1800（mm）规格瓷质陶瓷薄板。

8）直线淋釉（渗花砖不用）

由于超薄陶瓷板短边为1200mm，只能使用1500mm宽度的直线淋釉器。由于尺寸太大，它在生产时容易出现釉路缺陷；因此其对釉浆性能要求非常高，要求有良好的粘度、润滑性能和流速。两台淋釉器之间相隔6米。直线淋釉器如图（8）所示。

图（8）直线淋釉器 9）超大规格印花

超大规格印花机与小规格印花不同，其印花方向和釉线走砖方向相同。其它的都与普通规格瓷砖相差不多，对花釉要求都一样。对于宽度小于600mm的产品，也可采用胶滚印花。超大规格印花机如图（9）所示。

图（9）超大规格产品印花机

图（10）1200×2400规格陶质薄板 10）釉烧

和普通瓷砖一样釉烧窑烧成温度和烧成曲线都差不多，使窑炉滚棒较细且密一些。釉烧窑长100米左右，烧成温度根据产品不同而定，釉面砖烧成温度1100℃，瓷质砖（仿古砖和渗花釉）烧成温度为1200℃左右。釉烧窑如图（11）所示。

图（11）釉烧窑 11）切割

对于出口日本的产品无需切割，但是销售国内的产品并不需要这么大，可根据使用要求切割成各种不同的规格，如：30×45、30×60、30×90、30×30、60×60等等。还可切成各种不同的形状。可做腰线、做内墙砖，也可做地砖。不但省掉了压机和模具，还节省了许多其它工序和机械设备。

12）分级包装

根据客户要求对不同规格产品进行分级打包入库。

3.总 结

1）与普通工艺对比 A、超薄砖工艺程序

坯体配方（釉料制备）—球磨—榨泥—泥条真空粗练—真空挤压成型—对滚压制—切割—微波干燥—低温素烧（可免）—直线淋釉（底、面釉）—大规格印花机印花—釉烧—切割抛光—分级包装

B、普通砖工艺程序

坯体配方（釉料制备）—球磨—粉料制备—压机压制—高温素烧（可免）—钟罩淋釉（底、面釉）—印花—釉烧—磨边抛光—分级包装

由上可以看出，两者区别在原料制备和成型方法不同。挤压成型原

料制备程序要多，但由于是湿法成型，没有废气和粉尘，也减少了喷雾塔及压机等设备。2）与普通砖工艺能源对比

与普通砖生产相比，超薄砖工艺，特别是一次烧成瓷质超薄砖生产工艺生产，可大幅减少原料用量，其厚度为3～6mm，只有现行墙地砖厚度的1/4，原料用量可减少60%以上，能源节约至少40%以上。除此之处，还可减少生产设备、减少人工，也利于工厂管理，设备简单，利于操作，缩短设备问题解决时间，提高生产率和成品率。由于其本身薄，废品返球球磨也很容易，球磨时间短。

一次烧成超薄瓷板、一次半烧超薄陶板产品属于绿色产品。是陶瓷行业发展的一种必然趋势。本文有部分图片和工艺参数由佛山市希望陶瓷机械有限公司陈灿基先生提供，在此一并致谢。

篇6：陶瓷生产的主要工艺原料

中国的陶瓷工艺具有精湛的制作艺术和悠久的历史传统，在世界上都是少见的，永远值得我们后人敬佩、学习和引以自豪。凡是用陶土和瓷土这两种不同性质的粘土为原料，经过配料、成形、干燥、焙烧等工艺流程制成的器物，都可以叫陶瓷。制作陶瓷的原料种类很多，不只有陶和瓷的分别，各种陶和瓷的原料又有多种不同的性能和特点、质地、色彩都不尽相同。最主要的是陶土和瓷土、釉料等。

新型陶瓷原料介绍

它除了用传统陶瓷用的矿物原料外，还有：

1、氧化物原料

a、氧化铝：它是新型陶瓷制品中使用最为广泛的原料之一，具有一系列优良性能。此外,它也是高温耐火材料、磨料、磨具、激光材料及氧化铝宝石等的重要原料。

b、氧化锆：它是高温结构陶瓷、电子陶瓷和耐火材料的重要原料。

c、二氧化钛：它是制造电容器陶瓷、热敏陶瓷和压电陶瓷等制品的重要原料。

d、氧化铍:它是高导热性新型陶瓷的重要原料。

e、三氧化二铁：它是强磁性材料的重要原料。

f、二氧化锡：广泛用于电子陶瓷中。

g、氧化锌：它可以使陶瓷材料的机械和电性能得到改善。

h、氧化镍：应用于热敏陶瓷中。

i、氧化铅：在新型陶瓷中主要用作合成PbTiO3、Pb(Zr、Ti)O3以及Pb(Mg1/

3、Nb2/3)O3的主要原料。

j、五氧化二铌：在电子陶瓷工业中它用途很广，如用作制造铌镁酸铅低温烧结独石电容器，铌酸锂单晶等的主要原料，同时还可作为改性添加剂。

k、锰的氧化物：如制作湿度传感器、过热保护器等。

l、氧化铬：用作气敏元件、气体警报器的配料中。

m、氧化钴：应用于聚光材料等方面。

2、复合氧化物原料

a、钛酸盐：主要有BaTiO3、SrTiO3、CaTiO3、MgTiO3和PbTiO3等。BaTiO3是压电、铁电陶瓷的重要原料。

b、锆酸盐：主要有BaZrO3和SrZrO3等。应用于磁芯、振荡器等。

c、锡酸盐：主要有BaSnO3、CaSnO3、InSnO3、CaSnO3、NiSnO3和PbSnO3，如CaSnO3用作于电容器中。

d、铌酸盐：主要有LiNbO3和KnbO3。

e、锑酸盐：主要有BaSb2O6、PbSb2O6和MgSb2O6等。

f、铝酸盐:主要有MgAl2O4。

g、铝硅酸盐：主要有3Al2O3o2SiO2。

3、稀土氧化物原料，如：Yb2O3、Tu2O3、Nd2O3、Ce2O3、La2O3等。

4、非氧化物原料

a、碳化物

（1）碳化钛：做刀具等。

（2）碳化硼：它是金属陶瓷、轴承、车刀等的制作材料。（3）碳化硅：利用SiC具有导电性，可用以制造高温电炉用的电热材料及半导体材料。碳化硅的硬度高，耐磨性能好，研磨性能好，并有抗热冲击性，抗氧化等性能，是非常重要的研磨材料。还可用来作为火箱发动机尾喷管和燃烧室的材料，以及高温作业下的涡轮机主动轮、轴承和叶片等零件。

b、氮化物

（1）氮化硼：它的耐热性、耐热冲击和高温强度都很高，而且能加工成各种形状，因此被广泛用作各种熔融体的加工材料。氮化硼的粉末和制品有良好的润滑性，可作金属和陶瓷的填料，制成轴承。另外它是陶瓷材料中比重最小的材料，因此作飞行和结构材料是非常有利的。

（2）氮化铝：它具有优良的电绝缘性和介电性。

（3）氮化硅：它的制品能耐各种非金属溶液的侵蚀，可以用作坩锅、热电偶保护管、炉材、金属熔炼炉或热处理的内衬材料。它又是绝缘体和介电体，能应用于集成电路中，此外，氮化硅的硬度高，可以用作研磨材料，它的耐热冲击大，是制造火箭喷嘴和透平叶片的合适材料。

c、硼化物

(1)硼化锆：以硼化锆为基的耐火材料，可以抵抗融熔锡、铅、铜、铝等金属的侵蚀，所以可作为冶炼各种金属的铸模、坩埚、盘器等。ZrB12具有较好的热稳定性，用它制成的连续测温热电偶套管，可在熔融的铁水中使用10-15小时，在熔融的钢水中(1700℃)连续使用数小时，在熔融的黄铜和紫铜中使用100小时。

d、硅化物

篇7：陶瓷生产技术试题及答案

一、填空(每空1分，共30分)1.陶瓷原料按其在坯体中的作用主要可以分为 粘土类、硅质类、熔剂类、化工原料及电解质用原料。

2.卫生陶瓷就是由粘土和一些其它矿物加上合适的水，混合球磨、注浆成型后经过干燥成干坯，然后再经过施釉、干燥、烧成等处理后制成的吸水率不超过 0.5% 瓷器。3.根据注浆压力的大小，注浆成形工艺可分为微压注浆、低压注浆、中压注浆和高压注浆。4.陶瓷烧成后，进行急冷的目的主要防止釉面的 失透 和 析晶。

5.卫生陶瓷注浆成型的胎膜必须依次按照 原胎、凹胎、凸胎和 工作模的顺序制备。6.坯体中的水分有物理水和化学水两大类，物理水又有 自由水和大气吸附水两种。7.坯体干燥过程中有质交换和 热交换，其中质的交换又可以分为外扩散和 内扩散。

8.陶瓷坯体干燥过程按照坯体干燥的速率的变化可以分为：加热阶段、等速干燥阶段、降速干燥阶段和平衡阶段四个阶段阶段。

9.干燥器按照干燥方法的不同可以分为 自然干燥、对流干燥、真空干燥和复合干燥法 10.陶瓷窑炉按烧成时的火焰是否进入隧道窑可以分为 明焰隧道窑、隔焰隧道窑和 半隔焰隧道窑。

11.微晶玻璃的制备方法： 熔融法、烧结法、溶胶-凝胶法和 强韧化技术等。12.陶瓷烧成制度分为 温度制度、气氛制度和压力制度。13.常用的施釉方法有浸釉法、荡釉法、喷釉法、和 压釉法。

14.气体燃料燃烧的主要方式为 长焰燃烧、短焰燃烧、和 无焰燃烧。

15.彩饰制品釉面图案装饰技术主要有 釉上装施、釉中装施、和釉下装饰。

二、判断题（每小题1分，共10分）

1、空气的相对湿度越大，则空气的干燥能力越强。(×)

2、陶瓷坯体入窑水分应当小于5%。(√)

3、卫生陶瓷的重烧一般采用隧道窑。(√)

4、熔剂类原料可以降低坯体的烧成温度。(√)

5、浇注成型用的泥浆的厚化度越大越好。(×)

6、隧道窑一般分为预热带、烧成带和冷却带。(√)

7、陶瓷的密度和气孔率测定方法的原理是阿基米德定律。(√)

8、球磨机的转速越快，则球磨效率越高。(√)

9、在设计釉的配方时，应使釉的热膨胀系数稍小于坯的热膨胀系数。(√)

10、干燥主要作用是除去坯体内的自由水（×）。

三、名词解释（每题2分，共10分）触变性 2.喷雾干燥 3.实心注浆 4.湿球温度 5.抗菌陶瓷

6.卫生陶瓷 7.可塑性

8.釉的熔融温度范围

1、触变性：粘土泥浆在受到外力震动或搅动时，粘度降低，流动性增加；静置一段时间后，逐渐恢复原状；静置的泥浆在水分不变的情况下，也会变稠和固化，这种性质成为触变性。

2、喷雾干燥：是把干燥的泥浆喷撒成雾状细滴，并立即和热气流接触，使雾滴中的水分能在很短的时间内蒸发，从而得到干燥粉末的方法。

3、实心注浆：将泥浆注入内外两块石膏模之间的空隙内，此空隙就是制品的形状，空隙的宽度就是制品的厚度，空隙内的泥浆有两面与模型接触，同时脱除水分。双面注浆时由于水分的不断脱除，泥浆量减少，需要陆续补充泥浆，直到空隙全部形成坯泥为止，不需倒余泥浆

4、湿球温度：用湿球温度计所测出的空气温度。

5、抗菌陶瓷：是将抗菌剂加入到陶瓷釉料中，经施釉和烧成后，在陶瓷釉层中均匀分布，长期存在，具有良好持久的抗菌性。

6、卫生陶瓷：有粘土和一些其他矿物加上适当的水，混合球磨，注浆成型后，经干燥成干坯，然后再经施釉，干燥，烧成等处理后，吸水率不超过总重量0.5%的瓷器。

7、可塑性：当粘土和适量的水混练后形成的泥团，此泥团在外力作用下，产生变形但不开裂；当外力去掉以后仍能保持其形状不变，粘土的这种性质称为可塑性。

8、釉的熔融温度范围：是指釉的全熔温度（试样变成半球状的温度）和釉的流动温度（试样开始流散，高度相当于原有高度的1/3的温度即扁平二格温度）之间的范围。

四、简答题（每小题5分，共40分）

1.简述长石类原料在陶瓷生产中的作用？（5分）

答：增加液相量，降低烧成温度，促进物料熔融，提高制品机械强度和热稳定性。2.简述实现低温快烧的关键因素？（5分）

答：1，寻求适合于低温快烧的陶瓷坯料和釉料的原料配方和制作工艺2改进传统窑炉使其能够适应快速烧成所需要的条件，一般低温快烧对窑炉的要求是：1）窑内温度、气氛均匀一致，温差一般<10度2）制品最好的单层通过，明焰裸装且不用窑具，但卫生洁具等复杂形状的制品目前还离不开垫板3）要有高的对流传热系数4）预热带由于气体温度低，传热慢，在预热带安装高速调温烧嘴，也是低温快烧窑炉采用的方法5）降低入窑坯的水分含量6)使用洁净的气体原料并采用计算机准确控制燃烧过程及窑炉的运行3低温快烧应满足陶瓷坯体物化反应速度的要求，同时限制其内应力，不致造成坯体开裂或者变形，以提高烧成质量。

3.硬质原料为什么要经过预烧处理？（5分）

答：块状石英原料坚硬致密难以破碎，预烧可以使石英晶型发生转变，使其结构松散，易于粉碎；也可以破坏滑石的片状结构；硬质粘土通过煅烧可使挥发分排除，有利于减小坯体收缩，且易于拣选剔除杂质。

4.选择釉用原料的原则是什么？（5分）

答：1使用可溶性原料，要将它们预先制成块状2使用含有釉所需的两种及多种氧化物的天然原料，以替代直接加入含单一氧化物的天然原料3氧化铝必须大部分从长石或瓷土中引入，生瓷土的用量不得超过配方总量的15%，否则必须将部分瓷土预烧，以降低釉的收缩4配方中的二氧化硅需要加入长石和瓷土等含有二氧化硅成分的各种原料后，余量才以石英来满足。5.注浆成型对泥浆性能有何要求？（5分）

答：1）流动性要好2）悬浮型要好，性能稳定，不沉淀分层，3）在保证流动性的前提下，含水量要尽量少4）形成的坯体要有一定的强度，包括刚脱模的湿坯和干燥后的干坯5）对水的滤过性要好以利于石膏模吸水从而缩短吸浆时间和巩固时间，并可降低由于内外干燥收缩不均匀引起的开裂6）浇注坯层和剩余泥浆之间必须有截然的分界线，剩余泥浆能顺利的从模型中流出来，也即空浆性能好7）泥浆要有适当的触变性，触变性过大，泥浆易稠化；过小则吸浆时间长，而坯体易软塌。

6.陶瓷制品在烧成过程中分为哪四个阶段？对应的温度范围是多少？（5分）

答：1低温阶段；从室温到窑温300℃范围2氧化分解阶段；从窑温300℃到950℃范围3高温及保温阶段；950℃℃到烧成温度4冷却阶段；最高温度到室温。7.简述石英原料在陶瓷生产中的作用？（5分）

答：1注浆成型时能提高吸浆速率和干燥速率，在烧成时二氧化硅发生晶型转变体积增加，能抵消粘土的收缩3高温时熔入玻璃相的石英能提高液相粘度，减小制品变形，残留的游离石英在坯体中起骨架作用，提高制品强度。

8.卫生陶瓷坯和釉的热膨胀系数之间的关系？对实际生产有何指导意义？（5分）

答：关系：若坯釉的热膨胀系数相同，在冷却时坯釉的收缩将是一致的同步的；若坯的热膨胀系数大于釉的热膨胀系数在冷却时，坯的收缩就会比釉大，坯釉之间就会产生一个应力，使釉面受一个压力作用，当这个压力超过限度后，就会导致釉面脱落；若坯的热膨胀系数小于釉的热膨胀系数在冷却时，坯的收缩就会比釉小，使釉层收到拉应力，超过限度后，就会导致釉层开裂。指导意义：在设计釉的配方时，使釉的热膨胀系数稍小于坯的。

五、论述题（10分）

篇8：陶瓷件的生产设备

汽车生产是大批量生产模式的典型代表, 动力总成车间加工中心密集、节拍快, 要求使用高效的冷却过滤处理系统, 同时毛坯材料较单一 (多为铸铝、铸铁材质) , 为切削液统一集中处理提供了可能性。集中冷却过滤系统高效节能环保, 正在被国内外车企越来越广泛地采用, 如何正确使用以发挥其最大效能就显得迫在眉睫。本文以加工中心中使用的切削液为例, 重点研究切削液的处理方式。

切削液与处理方式

1. 切削液的作用

切削液分为切削油和水溶性切削液两大类, 水溶性切削液又分为全合成、半合成和乳化型三小类, 加工中心一般使用乳化型的水溶性切削液。金属加工中切削液主要起冷却、润滑排屑、防锈和清洗的作用, 金属切削时由于金属变形和摩擦, 产生大量的热量, 如不及时将热量带走将导致热量积聚在刀具上, 影响刀具切削性能。切削时同时产生大量切屑, 如不及时将切屑从切削区移开, 将划伤加工表面, 甚至导致刀具粘结, 因此需要带屑清洗。铁件周围存在大量水汽, 在局部高温的作用下, 工件极易生锈, 此时切削液还起到防锈的作用。

2. 切削液过滤物化指标

由于切削液关乎加工质量和稳定性、刀具寿命, 因此经净化后的切削液需要实时监测, 满足要求后才能继续使用。对过滤后的净液监测项很多, 主要有浓度、pH值、过滤精度等, 具体参数见表1。

3.处理方式

切削液过滤形式分为四大类:沉淀过滤、缝隙过滤、离心过滤和磁性过滤。加工中心一般使用缝隙过滤和离心过滤两种方式, 其原理如图1所示。其中缝隙过滤的使用介质种类有许多种, 常见过滤介质有滤网、滤纸、过滤芯、过滤筒、过滤袋和纤维粉等。

过滤介质的选择非常重要, 过滤介质的选取需要根据过滤精度和流量来确定, 由于直接关乎后期使用效果, 所以选择时需要根据实际情况合理选用。不同类型机床产生的切屑形状不同, 如加工中心一般产生较大颗粒切屑, 可采用重力过滤进行初级过滤;磨床类产生的粉末较细, 小颗粒通过过滤介质时, 容易产生淤泥, 如图2所示, 考虑采用磁性过滤装置或过滤筒增加反冲功能。缸体、缸盖一般为铸铝或铸铁材料, 一般采用沉淀的方法将大颗粒切屑沉降到液箱底部, 用刮屑板将其提升出液面, 再采用滤纸过滤小颗粒杂质。

冷却过滤系统

如上所述, 脏液中含有大量杂质, 需要通过选用合理的、性价比高的过滤方案。根据冷却过滤系统规模大小及供应机床台数, 可分为单机型和集中型两种。

1.单机冷却过滤系统

加工中心一般配有单机刮屑链和冷却过滤单元, 如图3所示, 对脏液进行过滤冷却, 循环使用。大颗粒切屑通过刮屑链送往积屑小车, 脏液收集后利用液体的重力通过滤纸进行过滤, 该系统具有成本低、布局灵活、独立性强等优点, 但缺点同样明显, 如切削液寿命短、污染环境、维护工作量大等。

对于大型封闭式恒温工厂, 清洁度和温控要求高, 而单机冷却液箱是敞开式结构, 热量直接散发在车间, 使车间闷热, 对工作环境影响比较大。同时受限于布局, 液箱容积往往仅数立方米, 消泡性和散热性差, 切削液容易发生泡沫溢出和渗漏。实际使用中, 由于需要逐台控制检测, 带来很多负面效应, 如频繁地加液、换液导致冷却箱周围湿滑, 存在安全隐患。如果每台加工中心都配备过滤冷却装置, 将过于分散, 无法对切屑进行深入处理, 特别对于大型工厂, 切削液维护和废物处理工作量巨大。正是以上缺点, 限制了单机冷却过滤的使用范围。

2. 集中冷却过滤系统

单机冷却过滤系统无法满足大型工厂的使用要求, 自动化程度高、节能环保的集中冷却过滤系统越来越广泛地被采用, 特别适用于发动机、变速器工厂。

(1) 系统组成

集中冷却过滤系统由过滤系统、供回液系统、增氧系统、除油系统以及管路冲刷系统等部分组成。

过滤系统解决方案有很多种, 各有千秋, 但基本思路一致。大体思路为大颗粒切屑依靠重力沉淀分离, 由泵组或重力在过滤单元两侧产生压力差, 切削液通过, 而杂质无法通过, 从而获得净液。不同的过滤单元, 使用场合、效果不尽相同, 具体组合方案有多种, 如表2所示。

目前我公司新工厂缸体、缸盖线采用了一种星形过滤单元:金属滤网内注入乳状纤维, 俗称预涂粉 (由纤维粉加液搅拌而成) , 由专门的装置注入过滤单元 (见图4) , 液体通过预涂粉之间的缝隙过滤, 它是缝隙式过滤的一种。预涂粉使用寿命结束后, 过滤压力增大, 控制系统侦测到出液管负压增大后, 可由机械装置将过滤单元提起, 由振动的方法将失效的块状预涂粉从滤网上剥离, 通过刮屑链排出系统, 当重新注入预涂粉后, 过滤单元恢复工作。该结构消除了滤纸结构破损后导致过滤失效的隐患, 且过滤精度高, 可达30μm, 同时消除高污染性的废弃滤纸, 可降低成本。

供回液系统由液箱 (沉淀液箱、脏液箱、净液箱) 、供回液泵、热量交换器等组成。液箱布置形式有地上和地下两种, 地上式的采用液箱与管路全部位于地面之上, 而地下水池式将回液沟槽与液箱置于地面之下, 该方案可很好地利用厂房地下空间。

供液泵可选用变频泵或者恒频泵, 由于机床用液量不是固定的, 存在波动, 而机床对供液压力要求恒定, 故优先采用变频泵, 其具有节能环保、噪声低等优点。根据泵的安装位置不同, 分为正压过滤与负压过滤两种, 负压过滤将过滤泵与供液泵合二为一, 结构简单且节能。

热量交换器是保证切削液温度的第一层保障, 为了保证切削液应有的性能和加工精度, 需要使切削液温度恒定在22℃左右。夏天可以用厂房外的冷却水对切削液进行降温;冬天切削液温度较低, 需要对切削液进行加热处理, 因此热交换器非常重要。

增氧系统是为了增加切削液中的氧气含量, 抑制切削液中的厌氧菌生长, 防止细菌分解切削液成分;同时细菌生长易造成切削液霉变, 产生异味, 污染环境, 该系统可延长切削液寿命, 降低成本, 地下式液箱尤其需要注意增氧。

除油系统的作用是将混入切削液中的杂质油 (润滑油、液压油和工件防锈油) 分离开来, 防止污油影响切削液品质。集中冷却系统一般采用多级过滤, 沉淀液箱根据两者不同比重进行油水分离, 再利用撇油器对浮油进行捕获。

管路冲刷系统是为消除切屑在管路拐弯处或流速缓慢处的堆积而设计的, 一般采用从净液管路中取切削液进行冲刷的方法, 从而保证切屑可全部流回液箱, 防止堆积堵塞。另外对于铸铁件加工线, 当液箱采用地上式时, 脏液提升泵需要将混有铁屑的切削液泵回液箱, 泵的叶轮需要考虑断屑与抽屑功能。

(2) 工作原理

集中冷却过滤系统示意图如图5所示。其工作原理为:机床使用过的切削液经回液泵泵回沉淀箱, 大颗粒的切屑在此沉淀, 经刮屑链排到系统外部, 浮油漂浮在液面上, 可通过撇油器进行捕获、清理, 切削液经沉淀箱下方连通器孔进入脏液箱, 在供液泵产生的负压下经过星形过滤单元得到净液。其中一部分净液泵入净液箱备用, 其余净液经热交换系统向机床供液。当其中某一过滤单元发生堵塞或者预涂粉失效时, 将从净液箱中抽取液体来补充, 同时过滤单元自动进行清洁, 清洁完毕后重新供液。

(3) 集中冷却过滤系统优缺点

集中冷却过滤具有许多特点, 如大循环、大流量、大行程、散热快;与单机过滤冷却系统相比, 切削液寿命提高了三倍左右;可采用PLC控制, 自动化程度高, 使用周期长, 维护简单, 切屑便于集中处理 (压块、甩干等) , 密封性好, 夏天空气中不会有异味, 有利于环境清洁;切削液易于控制维护, 只需要在净液出口处进行抽检控制;通过热交换系统可实现恒温控制, 同时如厂房内外冷却水进行冷却, 可将热量带到厂房外部, 降低了夏天厂房内的温度, 增加舒适度;过滤精度高, 过滤精度高可延长刀具使用寿命, 降低工件表面粗糙度值。可加装撇油器, 消除切削液中的污油, 提高切削液使用寿命;便于废水集中处理, 通过管道可将废水直接排到污水处理站进行清理。

但同时也存在诸多缺点, 如布线复杂、建设周期长、施工难度大、一次性投资大, 一旦发生故障可能造成整线停机, 风险大;如果采用空中回液, 需要采用回液泵进行提升, 由于泵的搅动易造成切削液起泡, 对切削液的消泡性提出了更高的要求。

集中冷却过滤与单机冷却过滤的优缺点对比具体见表3。

3. 冷却过滤选用原则及成功案例

对于小型工厂内分散布置的加工中心, 适宜采用单机冷却过滤系统。对于大型动力总成零件工厂, 如发动机缸体、缸盖、框架和变速器壳体等, 由于产量大, 机床数量多, 且切削液型号相同, 故可采用大型的集中冷却过滤系统。集中冷却过滤系统可以大幅提高切削液寿命, 降低生产成本, 实现清洁生产, 改善员工工作环境, 因此该系统具有先进性与环保性的特点。

过滤机的基本参数主要有过滤精度、过滤介质的尺寸、流量、箱体尺寸和出屑量。如我公司某缸体生产线, 年产能30万台, 机床切削液的过滤精度要求高 (外冷100μm/内冷30μm) , 流量需求较大 (8000L/min) , 故采用了集中冷却过滤系统。具体方案为地上式液箱, 空中回液, 外冷过滤单元采用星形过滤单元, 机床主轴内冷采用单独的离心式过滤, 以保证内冷过滤要求;液箱容积一般为每分钟需求流量的10倍左右, 液箱的容积最终确定为120m3。该系统经过近一年的使用, 充分发挥了集中处理高效节能、保护环境、运营成本低的优点。

结语

切削液作为动力总成工厂一种非常重要的消耗品, 不仅用量大, 而且容易污染环境, 因此有必要对其进行深入研究。本文围绕切削液的净化过滤处理, 对过滤方式、过滤介质和过滤系统尺寸选取进行了研究, 得出大型加工车间适宜采用集中冷却系统的结论。同时结合我公司长期使用经验, 将先进的切削液处理理念进行推广, 为汽车企业切削液处理提供优秀的解决方案, 从而振兴我国装备制造业。

篇9：陶瓷生产与常用检测

关键词：陶瓷生产；陶瓷原料；陶瓷制品；检测

1 前言

现代陶瓷生产都是规模性生产，建筑卫生陶瓷的生产，规模更大，生产企业的原料日消耗量可达几百至几千吨，全国每年需要消耗超过1.5亿吨原料，包括产品配料和燃料等非再生矿物，相当于一座大山的量，所以陶瓷生产是一种资源和能源的高消耗产业。并且由于这些资源是不可再生的，所以一旦操作不当将对生态造成可怕的后果。

陶瓷生产流程中，需要多个完全不同的工序，每一个工序都对产品的特性和质量有所贡献，也有可能由于某一工序出现细微的偏差，而造成产品不符合要求而形成废品，这是我们不希望的结果。通过科学的检测来监测生产环节的符合性是降低废品率的有效手段，没有科学监测的生产无疑是一种赌博，有时会造成极大的损失。

研究陶瓷生产过程与检测，是针对每一过程所需要达到的技术指标，通过检测获得数据，分析这些数据，对工序进行调节，以达到最好的产品性能和质量效果。因为生产流程中的工序完全不同，因此检测项目差异性较大。检测项目涉及物理、化学等多个方面，检测可依据国家颁布的相关检测标准进行。

本文主要是通过研究陶瓷生产过程的技术指标与相应的检测方法，建议生产企业选择性价比合适的方法监控生产，以便使结果更具可比性，对产品性能的研究和质量控制提供科学的帮助，同时也降低废品量，一定程度上减缓资源的消耗。

2 陶瓷生产流程及相应技术指标

一般来讲，陶瓷生产，无论是施釉的产品还是无釉的产品，都已依据前人的生产经验获得初步的产品配方，依照配方进行生产。

建筑陶瓷生产的流程图见图1。

生产流程涉及的工序及关注的问题有：原料选择（包括原矿原料、化工添加料、小部分回收废料）、原料配方设计（即调配混合料）、成形（包括施加压力、成形尺寸）、窑炉（包括建窑的材料和产品的承载窑具等）、烧成制度（即温度选择），有釉产品的坯釉匹配设计，还有燃料的选择等。

3 与生产流程对应的检测

在生产的每一环节前和后，对加工前后的产品材料进行检测监测，包括在线检测和实验室检测。国家已颁布的检测项目标准非常完善，涵盖生产所有技术要素，生产部门可以根据需要进行检测的选择，即便是对于普通的生产，有些检测也是必须的，比如原料的化学成分；有些检测则可以在对产品有更高要求时进行，比如原料的矿物组成等；在材料研究中，还有很多技术复杂性较高的检测，可以帮助企业在开发新型产品时提供更多科学依据，比如扫描电镜等。

生产中，展开检测项目越多，对影响产品在加工过程的变化因素也越了解，产品的成本、质量、特性和环境污染等陶瓷企业必须时刻关注的问题就能得到更好的控制。结合生产流程图，我们对每一工序相对应的检测进行以下说明：

（1） 众所周知，在陶瓷生产中，原料是关键，原料的不同化学成分含量和不同特性，使得所烧成的产品也会有不同程度的性能差异。我们对原料化学成分的检测，主要是关注原料是否达到烧成合适的强度、合适的色泽、合适的煅烧温度的要求。简单举例：在坯体原料中，氧化铁和氧化钛含量过高色泽会偏深，氧化钾和氧化钠含量过高，产品可能过脆，而含量过低，烧成温度则需要提高，不利于节能；氧化钙含量也可以提示原料中是否含有碳酸钙，过量可能导致不良影响。

许多原始的矿物原料经过煅烧都能烧制成陶瓷，但是要获得优良品质的陶瓷产品，原料的选择相当重要，天然原料中一般包含多种矿物，高岭土、蒙脱石等有较好的塑性，结合后的坯体强度较高；钾钠长石等熔点较低，熔融后可填充坯体内的细小空隙，起连接作用；石英原料起到骨架作用，能增强坯体的硬度；原料中如果含有方解石、白云石或硫化物，有可能在高温煅烧时释放出二氧化碳、三氧化硫等气体，使坯体出现细小的气孔。还有很多其它矿物的作用相类似，有些矿物或起到不同效果作用，常用的如加入适当的滑石类原料，也可提高产品强度。矿物分析在于区别相同成分不同矿物对产品完全相反的影响，如钙成分，可以是助熔的钙长石，也可能是容易造成针孔的方解石；铝成分，可以来自熔点低的长石，也可能来自熔点高的高岭土。

检测了解材料的化学成分或矿物组成，可以调配出不同功能要求的产品配方，如耐磨防污的陶瓷砖、抗高温的耐火砖、轻薄优雅的日用瓷器、用途特别的工业陶瓷配件等等，配方都是截然不同的。不同原料有着不同的烧成收缩，稳定的配方、稳定的原料组成、稳定的原料成分保证了各类产品尺寸、色泽、功能等质量的稳定性。

为了得到特种功能的陶瓷，还必须添加更多纯度较高的化工原料。如用于提高泥浆性能的减水剂；提高坯体强度的坯体增强剂；在耐高温陶瓷中加入高氧化铝含量的原料；在耐磨陶瓷中加入氧化锆原料，为提高产品白度添加的优质硅酸锆原料等。现代陶瓷生产增加了很多科技元素，能够通过添加适当不同的化工料来提高生产效率和改善产品性能，这些化工料的性能和品质在添加前应该得到确认，检测或者小样试验是必须的。

生产中所用原料的技术指标的检测主要有：化学成分、矿相组成、烧后白度、含水率、可塑性指数、粘度、干燥强度、耐火度、烧成收缩、密度、烧结温度范围、真比重、熔融温度范围、放射性、可溶盐含量、微观结构（电镜）、pH值、差热。

产品研发和生产技术人员应该根据需要同时考虑成本因素，选择必要和适当的检测。

（2） 我们知道，不同的产品配方能烧制出丰富多彩、功能各异的陶瓷产品。确定配方后，选择适合的原料，原矿原料多数是大块状和粗细不均的材质，必须进行充分研磨粉碎，均匀混合成生产料，生产料中的颗粒要求粗细分级，细颗粒可以填充小空隙，煅烧后不会留有太多微孔影响强度等性能，过细和过粗的料浆也会影响生产，如过细的料浆注浆后易塌落，干压时易开裂；不同品类的陶瓷对生产料的颗粒度有不同要求，可通过研磨时间和检测监测来控制。

由于处理的原料量较大，生产料可能与设计的配方方案有所差距，生产料能否均匀和达到颗粒级配的要求，需要监控。这个环节可以采用在线检测和实验室检测的方式同时进行，如现场抽取浆料进行筛余和相对密度检测，监控研磨程度；对不同的研磨体内的生产料浆进行化学成分检测，监控料浆的均匀性；抽取生产料进行干燥强度、烧成收缩和烧后白度的试验，为下一工序提供技术依据。

在混合粉碎及造粒工序，需要进行的检测有：化学成分、颗粒度、筛余、含水率、可塑性指数、粘度、干燥强度、烧后白度、干燥收缩、pH值、烧成收缩、微观结构（电镜）、烧结温度范围、堆积密度、熔融温度范围、相对密度、可溶盐含量、流速。

产品研发和生产技术人员应该根据需要，选择必要和适当的检测，由于此时的生产料属于半成品，建议同一批次粉料或浆料进行多点取样检测。

（3） 符合要求的生产料进入成形工序。陶瓷件成形方式有很多，常见的有注浆成形、可塑成形和干压成形，企业根据产品特点和客户的需求决定成形技术。

注浆成形要考虑石膏模的质量的影响，如调制石膏模所用石膏粉及其与水的配比，控制吸水效率；在线检测泥浆的pH值，检测成形半成品干燥后的收缩情况和强度。压制成形要关注粉料的含水率，条件允许的企业可以对粉料颗粒进行微观结构分析，预防由于颗粒结构的原因造成的开裂；监控坯体尺寸厚薄情况，通过检测坯体的密度了解坯体的致密情况，预防坯体可能存在层裂的空隙等。

在成形工序，需要进行的检测有：石膏模的理化参数、泥浆粘度、含水率、干燥强度、干燥收缩、烧成收缩、可溶盐含量、烧后白度（色差）、微观结构（电镜）、坯体体积密度。

由于成形工序的连续作业性强，在线检测更能监控生产的稳定性，并能及时调整操作，避免不合格的半成品流入下道工序，此时若及时发现不合格半成品，原料可重新利用。

（4） 合格的坯体首先进行干燥，干燥应采用合理的干燥设施和方式，因为干燥不当会影响生产的正常进行。如果不需要施釉，干燥后的半成品可以进入窑炉按照一定的加温制度进行烧制；需要施釉的制品，有的直接施釉烧制，有的先预烧（素烧）再施釉烧制。

有釉制品的生产相对复杂，要考虑釉的性能以及坯釉结合的合理性。首先，根据釉在陶瓷件中的作用或效果设定配方，彩釉中含多种着色氧化物，由于釉层较薄，为增加颜色效果需要在釉中加入乳浊剂（硅酸锆、二氧化钛、二氧化锡等）；为了保证釉浆保持所需性能，还需要加入相适应的添加剂。配好釉料进行研磨时要控制釉的细度，太细的釉容易造成堆釉或釉层过厚；如果釉浆太粗，可能覆盖坯的效果差，如出现针孔或光泽度差等状况。釉浆的粘度决定了釉的流动性，从而影响施釉质量，生产中应监测并保证釉浆具有比较稳定的粘度；必要时可通过微观结构研究釉的厚度与釉的效果从而调节施釉的量和方式，达到最佳效果。

在研制釉配方时除了关注与色泽效果相关的化学成分，还需要考虑釉的熔融温度范围和与坯体相适应的膨胀系数。釉的熔融温度范围包括始熔温度、流动温度等数据，始熔温度是釉开始熔融铺于坯体表面的温度，此时坯体中的气体无法再释放出来，所以检测釉的始熔温度即提示坯体原料中的释放气体的反应应在此温度前完成，并且釉的熔融温度范围应低于坯体的烧结温度和适当宽一些，这样产品在烧制时更好控制。

匹配的坯体与釉的热膨胀系数是有釉陶瓷制品配方设计中最难的一步，需要大量的试验—检测—调整—再试验……反复比较才能获得合适的配方，由于坯体配方基本稳定，一般是调节釉料配方，使釉的膨胀系数略小于坯体，这样烧成的瓷件不会由于釉膨胀系数大于坯体的而发生釉的剥落，也不会因为釉的膨胀系数过小而出现釉的开裂。

检测成品釉面的光泽度、硬度、耐磨性、耐污染和耐化学腐蚀性，并研究这些参数与配方和工艺的关系，有助于改善有釉陶瓷制品的功能，使产品更具市场竞争力。

在陶瓷生产的施釉工序，其中包括已事先完成的制釉工作，试验并获得比较理想的效果，这些过程所涉及的检测有：化学成分、颗粒度、筛余、含水率、粘度、烧结温度范围、熔融温度范围、微观结构（电镜）、膨胀系数、色差。

釉的研制是陶瓷生产中令人充满期待且富有创意的一环，各式各样的釉赋予了冰冷坚硬的陶瓷多情和温柔的一面，令陶瓷仿佛有了生命的光彩，美丽的背后凝聚了陶瓷工艺人不计其数的智慧和尝试，在试验中越多的检测能获得越多的数据和经验积累，为调试出幻化无穷的色彩提高科学的依据。

（5） 高温烧制是成形材料在窑炉内的高温下完成一系列物理化学变化，最终形成固定形状且具有特定功能的陶瓷制品的过程。

这个过程温度是关键，为了达到需要的温度，窑炉和燃料必须得到控制。

窑炉的品种很多，根据陶瓷制品的大小，烧成温度制度、烧成气氛、所用燃料等分成很多加温和保温模式，但是核心还是要达到非常高的超过1000℃的温度，并能有效地保持窑炉内部温度的稳定均衡。建窑炉的材料是耐火材料中的一类，其中砌窑体的耐火砖、隔热砖必须具有良好的高温性能，也就是承受高温的能力、保温能力等指标要符合陶瓷制品的烧成温度要求，而且是在负重下的耐高温能力；承载陶瓷制品的窑具由于与陶瓷制品一同承受高温，并需多次使用，所以窑具必须具有非常高的高温机械强度和热稳定性。

耐火材料产品属于特殊陶瓷产品的一类，生产耐火材料也遵循陶瓷生产的流程。具有良好高温机械强度和热稳定性的耐火材料本身也具有良好的微观结构体系和良好的晶体构成，有条件的企业可以进一步研究。本文中仅讨论将耐火材料作为陶瓷生产的工具之一时所需要关注的技术指标和检测。

保证陶瓷制品在高温窑炉中的最终烧成，需要对建窑材料和窑具进行的检测项目有：化学成分、常温抗折强度、高温抗折强度、常温耐压强度、荷重软化温度、加热永久线变化、微观结构（电镜）、热稳定性、晶体结构（衍射）、膨胀系数、体积密度、导热系数、气孔率、耐火度、耐腐蚀。

研究耐火材料的特性及相关参数，对窑炉的热利用率的提高有指导作用，对于节能降耗具有实效意义。

（6） 煅烧制品的高温来自不同的燃料（能源），陶瓷烧制的能源主要有燃油、燃气、燃煤和电等。燃油、燃气、燃煤各有燃烧放热的特点，对于陶瓷生产所用燃料，我们最关心的是发热量（热值），燃料具有越高的发热量，越容易使窑炉顺利到达所需温度并得到保持。燃料还有其他的性质需要关注，这些燃料本身固有的性质可能影响陶瓷生产或造成环境问题，获知燃料的燃烧参数进行适当的选择，有利于生产，有利于环保。

其中与生产和能耗相关的有煤的挥发分、固定碳、水分、灰分等参数指标，其中煤的挥发分含量较高时容易着火，火焰较长，利于生产；水分少，可燃烧部分高，灰分含量高发热量相应降低等；油的挥发分、水分、灰分、闪点、燃点等参数对燃烧有影响，需要关注；气体燃料的构成比较简单，粗分为可燃部分和不可燃部分，合格的气体燃料是其所含的可燃部分达到较高的热值要求。

对于燃料我们还要关心燃烧后对环境的影响情况，燃料中的有害物质如硫、氮等需要注意；燃烧后产生出现不良物质而出现的指标也要进行监控，比如煤的焦渣特性和灰熔点，灰熔点低容易结渣，焦渣特性不同对生产有影响，有些不适宜用作生产直接燃料；还有一些燃料含其他杂质，燃烧后可能产生对产品外观、内质的不利影响，如一些着色成分，都要引起注意。

燃料中燃煤和燃油的指标对产品影响比较显著，检测项目包括：发热量（煤）、水分（煤）、固定碳（煤）、焦渣特征（煤）、灰熔点（煤）、热值（油）、粘度（油）、含水量（油）、挥发分、闪点（油）、硫含量、燃点（油）、灰分、密度（油）、化学成分。

其中煤检测的各个项目有收到基、空干基、干基之分，使用者应依据使用情况，选择相关的检测项目；煤的水分也分内水分、外水分；油的闪点、燃点分有开口和闭口检测；粘度也有多种表示法，如恩氏粘度、运动粘度等，都可根据使用情况选择具体的检测项目。

（7） 经过层层工序，最后烧成的成品必须进行各种性能检测，理由一是检测产品能否达到其功能的要求；理由二是通过检测发现不足，反馈生产流程并进一步完善改进。

国家质量部门对产品规定有相关的产品标准，依据产品标准抽检样品是保证进入市场的产品符合质量、健康、环保的要求。

由于陶瓷产品太多，每一类产品的检测项目也有很多，但不是所有检测项目都有实际应用意义，本节仅列举部分建筑陶瓷的陶瓷砖、日用陶瓷产品的部分常用检测项目。

1）陶瓷砖部分常用检测项目有：尺寸、表面质量、吸水率、破坏强度（抗折）、耐磨性、表面铅镉溶出量、表面硬度、放射性、光泽度、耐化学腐蚀性、静摩擦系数、耐污染性、抗龟裂、色差、抗冻性。

2） 日用陶瓷的部分常用检测项目有：尺寸、表面质量、吸水率、铅镉溶出量、抗冲击性、抗热震性、表面硬度、放射性、光泽度、耐化学腐蚀性、耐污染性、白度。

企业可根据发货要求选择检测项目，对于产品的关键指标应该保证符合要求，如日用瓷器的铅镉溶出量，关系到使用者的健康，则必须进行监督；建筑材料中的放射性核素限量的检测也应基于对消费者负责而提供检测数据。

4 结论

陶瓷生产从原料利用到生产规模都是大型的，数量庞大，若出现差错则损失严重，为了避免造成资源的浪费和过度的消耗，尤其是原料的不可再生而导致的环保问题，那么在生产的每一环节进行适应该环节的检测，是最有效的监控方式，一旦出现不合格产品，尽早发现，部分原料还可以返工重新利用。更重要的是，通过检测保证生产质量，也通过对检测数据的系统研究，开发出功能新颖、更符合现代需求的产品。