陶瓷生产工艺

陶瓷的生产工艺一、陶瓷生产工艺流程原料工序：坯釉原料进厂后，经过精选、淘洗，根据生产配方称量配料，入球磨细碎，达到所需细度后，除铁、过筛，然后根据成型方法的不同，机制成型用泥浆压滤脱水，真空练泥，备用；对于化浆工艺，把泥浆先压滤脱水，后通过加入解凝剂化浆，除铁、过筛后备用；对注浆成型用泥浆，进行真空处理后，成为成品浆，备用。成型工序：分为滚压成型和注浆成型。然后干燥、修坯，备用。烧成工序：在取得白坯后，入窑素烧，经过精修、施釉，进行釉烧，对出窑后的白瓷检选，得到合格白瓷。彩烤工序：对合格白瓷进行贴花、镶金等步骤后，入烤花窑烧烤，开窑后进行花瓷的检选，得到合格花瓷成品。包装工序：对花瓷按照不同的配套方法、各种要求进行包装，即形成本公司的最终产品，发货或者入库。二、原料包括高岭土、粘土、瓷石、瓷土、着色剂、青花料、石灰釉、石灰碱釉等。高岭土陶瓷原料，是一种主要由高岭石组成的粘土。因首先发现于江西省景德镇东北的高岭村而得名。它的化学实验式为：Al2O3·2SiO2·2H2O，重量的百分比依次为：39.50%、46.54%、13.96%。纯净高岭土为致密或松疏的块状，外观呈白色、浅灰色。被其他杂质污染时，可呈黑褐、粉红、米黄色等，具有滑腻感，易用手捏成粉末，煅烧后颜色洁白，耐火度高，是一种优良的制瓷原料。粘土陶瓷原料是一种含水铝硅酸盐矿物，由长石类岩石经过长期风化与地质作用而生成。它是多种微细矿物的混合体，主要化学组成为二氧化硅、三氧化二铝和结晶水，同时含有少量碱金属、碱土金属氧化物和着色氧化物等。粘土具有独特的可塑性和结合性，其加水膨润后可捏练成泥团，塑造所需要的形状，经焙烧后变得坚硬致密。这种性能，构成了陶瓷制作的工艺基础。粘土是陶瓷生产的基础原料，在自然界中分布广泛，蕴藏量大，种类繁多，是一种宝贵的天然资源。瓷石也是制作瓷器的原料，是一种由石英、绢云母组成，并有若干长石，高岭土等的岩石状矿物。呈致密块状，外观为白色、灰白色、黄白色、和灰绿色，有的呈玻璃光泽，有的呈土状光泽，断面常呈贝壳状，无明显纹理。瓷石本身含有构成瓷的多种成分，并具有制瓷工艺与烧成所需要的性能。我国很早就利用瓷石来制作瓷器，尢其是江西、湖南、福建等地的传统细瓷生产中，均以瓷石作为主要原料。瓷土由高岭土、长石、石英等组成，主要成分为二氧化硅和三氧化二铝，并含有少量氧化铁、氧化钛、氧化钙、氧化镁、氧化钾和氧化钠等。它的可塑性能和结合性能均较高，耐火度高，是被普遍使用的制瓷原料。着色剂存在于陶瓷器的胎、釉之中，起呈色作用。陶瓷中常见的着色剂有计三氧化二铁、氧化铜、氧化钴、氧化锰、二氧化钛等，分别呈现红、绿、蓝、紫、黄等色。青花料是绘制青花瓷纹饰的原料，即钴土矿物。我国青花料蕴藏较为丰富，江西的乐平、上高、上饶、丰城、赣州，浙江的江山，云南的宜良，会泽、榕峰、宣威、嵩明以及广西、广东、福建等地均有钴土矿蕴藏。我国古代青花瓷使用的青花料一部分来自国外，大部分属国产。进口料中有苏麻离青、回青；常用的国产料有石子青、平等青，浙料、珠明料等。石灰釉主要物质是氧化钙（CaO），起助熔作用，特点是高温粘度小，易于流釉，釉的玻璃质感强，透明度高，一般釉层较薄，釉面光泽较强，能清晰地刻划纹饰，南宋以前瓷器大多使用石灰釉。石灰碱釉主要成分为助熔物质氧化钙以及氧化钾（K2O）、氧化钠（Na2O）等碱性金属氧化物。特点是高温粘度大，不易流釉，可以施厚釉。在高温焙烧过程中，釉中的空气不能浮出釉面而在釉中形成许多小气泡，使釉中残存一定数量的未溶石英颗粒，并形成大量的钙长石析晶。这些小气泡、石英颗粒和钙长石析晶使进入釉层的光线发生散射，因而使釉层变得乳浊而不透明，产生一种温润如玉的视觉效果。石灰碱釉的发明与运用，是传统青瓷工艺的巨大进步。石灰碱釉出现于北宋汝窑青瓷中。南宋龙泉窑瓷器大量采用石灰碱釉，使釉色呈现出如青玉般的质感，如粉青、梅子青。可以说南宋龙泉青瓷已达到中国陶瓷史上单色釉器的顶峰。三、坯料的制备一原料粉碎块状的固体物料在机械力的作下而粉碎，这种使原料的处理操作，即为原料粉碎。（1）粗碎粗碎装置常采用颚式破碎机来进行，可以将大块原料破碎至40-50毫米的碎块，这种破碎机是无机材料工厂广泛应用的醋碎和中碎机械。是依靠活动颚板做周期性的往复运动，把进入两颚板间的物料压碎，颚式破碎机具有结构简单，管理和维修方便，工作安全可靠，使用范围广等优点。它的缺点是工作间歇式，非生产性的功率消耗大，工作时产生较大的惯性力，使零件承受较大的负荷，不适合破碎片状及软状粘性物质。破碎比较大的破碎机的生产能力计算方法如下：G=0.06upkbsd/tanq——式中G破碎机生产能力，Kg/hu物料的松动系数，0.6-0.7P物料的密度K每分钟牙板摆动次数，次/MINb进料口长度，单位米S牙板之开程单位米Q钳角D破碎后最大物料的直单位毫米(2)中碎碾轮机是常用的中碎装置。物料是碾盘与碾轮之间相对滑动与碾轮的重力作用下被碾磨与压碎的，碾轮越重尺寸越大，则粉碎力越强。陶瓷厂用于制备坯釉料的轮碾机常用石质碾轮和碾盘。一般轮子直径为物料块直径的14-40倍，硬质物料取上限，软质物料物料下限。轮碾机碾碎的物料颗粒组成比较合理，从微米颗粒到毫米级粒径，粒径分布范围广，具有较合理的颗粒范围，常用于碾碎物料。（3）细碎球磨机是陶瓷厂的细碎设备。在细磨坯料和釉料中，其起着研磨和混合的作用。陶瓷厂多数用间歇式湿法研磨坯料和釉料，这是由于湿式球磨时水对原料的颗粒表面的裂缝有劈尖作用，其研磨效率比干式球磨高，制备的可塑泥和泥浆的质量比矸干磨得好。泥浆除铁比粉除铁磁阻小效率高，而且无粉尘飞扬。（4）筛分筛分是利用具有一定尺寸的孔径或缝隙的筛面进行固体颗粒的分级。当粉粒经过筛面后，被分级成筛上料和筛下料两部分。筛分有干筛和湿筛。干筛的筛分效率主要取决于物料温度。物料相对筛网的运动形式以及物料层厚度。当物料湿度和粘性较高时，容易黏附在筛面上，使筛孔堵塞，影响筛分效率。当料层较薄而筛面与物料之间相对运动越剧烈时，筛分效率就越高，湿筛和干筛的筛分效果主要却决于料将的稠度和黏度。陶瓷厂常用的筛分机有摇动筛，回转筛以及振筛。（5）除铁A磁选条件坯料和釉料中混有铁质将使制品外观受到影响，如降低白度，产生斑点。因此，原料处理与坯料制备中，除铁是一个很重要的工序。从物理学中，作用在单位质量颗粒上磁力为F=RHdH/dh——式中R物料的比磁化系数，即单位质量物料的磁化系数Cm3/gH磁场强度，A/m,dH/dh——磁场梯度，A/M2h——磁场等强度面的距离由上式可知，要使磁选过程有效的进行，必须具备以下基本条件：1有磁场存在2必须是不均匀磁场3被选物料应有一定的磁性B对磁选机的要求1自动连续作业，无需手工操作2具有较高和较稳定的除铁效率。使那些含铁量属于等外的陶瓷原料通过磁选后能成为二级原料，争取达到一级原料。以充分利用原料资源。3尽量减少有用物料的夹带量。以减少资源损失，磁选机有干法和湿法两种，干法一般用于分离中碎后粉料的铁质，而湿法是用于泥浆除铁的。目前，我国陶瓷工业所用干法除铁设备有轮式磁选机和传送式磁选机。在湿法除铁中，一般采用过滤式湿法磁选机，操作时先在线圈中通入直流电，使带筛格板的铁芯磁化，泥浆由漏斗进入，然后在静水压得作用下，由下往上经过筛格板，含铁杂质被吸住，而净化的泥浆由溢流槽流出，。由于泥浆通过格筛板，成薄层细流状，因此，湿法磁选机的除铁效果比较好。因此在制备陶瓷的过程中，选湿法磁选机比较好。（6）泥浆脱水泥浆脱水常用的有两种方法，压滤脱水和喷雾干燥脱水。喷雾干燥是以喷雾干燥塔为主体，并附用泵，风机与收集细粉的旋风分离器等设备构成的机组；来完成的。泥浆由泵压送到干燥塔的雾化器将泥浆雾化成细滴，进入干燥塔内，相遇热空气进行热交换时期干燥脱水。尚含有一定水分的固体颗粒自由下降到干燥塔底部。由出口卸出。而带有微粉及水汽的空气经旋风分离器，收集微粉后，从排风机口排出。本次工艺选用压力混合流法，二者各有缺点。喷雾干燥器的干燥介质温度过高，则干燥速度过快。颗粒表面形成一层硬皮而里面仍然是湿的，一般进口干燥器介质的温度不高于400-500度。（7）陈腐陈腐是指将坯料放入封闭的仓库和池中，保持一定温度和湿度，存放一定时间，泥料经一段时间陈放后，可使其组分趋于均匀，可塑性提高，造粒后的压制坯料在密闭的仓库放一段时间，可使坯料的水分更加均匀，陈腐对提高坯料的成型性能和坯体强度有重要作用。但陈腐需要占用较大的面积，同时延长了坯料的周转期，使生产过程不能连续化，因而现代化的生产不希望延长陈腐时间来提高坯料的成型性能，可通过对坯料的真空出理来达到这一目的。（8）练泥练泥可以排除泥饼中的残留空气，提高泥料的致密度，和可塑性，并使泥料组织均匀改善成型性能，提高干燥强度和成瓷后的机械强度。（9）造粒造粒就是将粉体加工成形状和尺寸都比较均匀整齐。具有一定颗粒级配，流动性好的球形颗粒的过程。又叫团粒。常见的造粒方法有喷雾干燥法，轮碾造粒法。喷雾干燥法是陶瓷生产中普遍采用的一种脱水和造粒方法，除此之外还有一些传统的造粒方法，如碾轮造粒，等。碾轮造粒的工艺特点是产量大。能够连续操作，所得粉粒体积密度大但形状不规则，流动性差，颗粒分布难以控制。本工艺采用喷雾干燥法。二成型本工艺采用压制成型中的干压成型。压制成型可以分为干压成型和等静压成型。A成型压力成型压力包括总压力和压强。总压力取决于所要求的压强，这又与生坯的大小和形状有关，这是压机选型的主要技术指标。压强是指垂直于受压方向上生坯单位面积所受到的压力，合适的成型压强取决于坯体的形状，高度和粉体的含水量及其流动性，要求坯体的致密度等。B加压方式加压方式有单面加压，两面加压，四面加压等。粉料的受压面越大，就越有利于生坯的致密度和均匀性，因此，干压法的进一步改进方法就是等静压成形法。此外，在加压过程中，采用真空抽气和振动等也有利于生坯致密度和均匀性。上下加压可以通过不同的模具形式来实现；而要实现四面同时加压，不是常规的方法能实现的只有采用等静压方式。C加压速度和加压时间干压粉粒中有较多的空气，所以在加压力的过程中应该有充分的时间让空气排出。所以加压速度不能过快，最好先轻后重多次加压，并在达到最大压力时要维持一段时间，让空气有机会排出。加压的速度和粉体的性质水分和空气排出速度有关，一般最好加压2-3次，出了控制加压外，装料均匀模型面涂润滑油等需要在操作中加以注意。装料后刮料时要从中间向两边刮，不能向一个方向刮料，应从中间开始。三坯料的干燥（1）干燥是指排出湿坯水分的工艺过程。干燥的作用就是将坯体中所含的大部分机械结合水排出同时赋予坯体一定的干燥强度，使坯体能够有一定的强度以适应修坯，粘接及施釉等工序的要求。同时避免了在烧成时由于水分大量汽化而带来的能量损失。（2）干燥过程1升速干燥2等速干燥3降速干燥阶段4平衡阶段（3）干燥收缩与变形影响坯体干燥收缩的因素主要有以下几个方面A坯体中粘土的性质，粘土越细烧成收缩和变形就越大。B坯体的化学组成，坯体中粘土的阳离子对坯体干燥收缩有很多影响。在坯体加入钠离子可以促使粘土颗粒平行排列。实践证明含有钠离子的粘土矿物比含钙离子的粘土矿物收缩率大。C坯料的含水率，与收缩率成正比。D坯体的成型方法E坯体的形状（4）干燥方法干燥方法分为1热空气干燥2工频电干燥3直流电干燥4辐射干燥5综合干燥其中热空气干燥根据干燥设备不同可分为室式干燥，隧道式干燥，喷雾干燥，链式干燥，辊道传送式干燥，喷雾干燥，热泵干燥，少空气快速干燥技术。工频电干燥是将干坯两端加上电压，通过交变电流，这样湿坯就相当于电阻而被并联与电路中，当电流通过时，坯体内部就会产生热量，是水分蒸发而干燥。这样的方法效率很高。直流电干燥，采用直流电干燥同样可以使水分在干燥过程中减少而且均匀分布辐射干燥分为高频干燥和微波干燥综合干燥1辐射干燥和热空气对流干燥相结合2电热干燥与红外干燥，热风干燥相结合。本工艺采用辐射干燥。四、粘接，修坯与施釉一粘连粘连过程是指用一定稠度的粘接泥浆将各自成型好的生坯部件粘接在一起。（1）粘接方法1干法粘接。坯体