摘 要：衛(wèi)生陶瓷坯體干燥是衛(wèi)生陶瓷生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的衛(wèi)生陶瓷干燥方式干燥周期長(zhǎng)，坯體內(nèi)外干燥和收縮速率不一，是造成坯體變形或開(kāi)裂的主要原因。本文基于對(duì)干燥原理的分析，設(shè)計(jì)了一種快速干燥系統(tǒng)，并分析驗(yàn)證了此種系統(tǒng)的優(yōu)越性和實(shí)際應(yīng)用的可行性。

關(guān)鍵詞：衛(wèi)生陶瓷坯體；干燥系統(tǒng)；原理；應(yīng)用

1 概述

隨著衛(wèi)生陶瓷在日常生活中需求的快速增長(zhǎng)，傳統(tǒng)的坯體干燥方法已遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿(mǎn)足不了衛(wèi)生陶瓷生產(chǎn)企業(yè)的需求，且占用場(chǎng)地大、周期長(zhǎng)、耗能高、合格率低，嚴(yán)重影響了企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量的提高和經(jīng)濟(jì)效益的增長(zhǎng)。衛(wèi)生陶瓷坯體能否快速干燥是業(yè)界人士研究的重要方向，已得到衛(wèi)生陶瓷生產(chǎn)廠家的廣泛關(guān)注，成為衛(wèi)生陶瓷制造企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。

2 衛(wèi)生陶瓷坯體快速干燥系統(tǒng)的工作原理

該系統(tǒng)應(yīng)用了陶瓷坯體從低溫高濕逐步到高溫低濕的干燥過(guò)程。采用熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)的干燥方法，即每個(gè)干燥室干燥用過(guò)的熱空氣，被抽回到熱風(fēng)發(fā)生爐再加熱循環(huán)使用，使得熱量得到充分的利用。干燥室室體上設(shè)計(jì)有循環(huán)送風(fēng)口、回風(fēng)口、排氣口、新風(fēng)補(bǔ)給口以及溫、濕度傳感器安裝口，每個(gè)室體還裝有強(qiáng)制內(nèi)部旋轉(zhuǎn)循環(huán)的攪拌風(fēng)機(jī)，以確保坯體干燥溫、濕度的均勻。排氣系統(tǒng)應(yīng)用變頻控制，既保證了工藝要求，又節(jié)約了運(yùn)行成本。

3 衛(wèi)生陶瓷坯體快速干燥系統(tǒng)的構(gòu)成

3.1 干燥室室體

干燥室結(jié)構(gòu)：室體采用壓行彩鋼板夾心結(jié)構(gòu)，干燥室周?chē)诎寮绊敯宓谋睾穸葹?5mm或100mm，保溫材料采用聚氨脂發(fā)泡結(jié)構(gòu)，爐頂采用鋼結(jié)構(gòu)件加固，以確保風(fēng)管等附屬設(shè)備以及維修人員的承重?？紤]到干燥室高溫、高濕的環(huán)境，室體內(nèi)部的鋼結(jié)構(gòu)全部采用鍍鋅工藝。室體設(shè)有工件入口通道，并裝有內(nèi)外都可啟閉的門(mén)。門(mén)上裝有觀察窗，可用于觀察爐內(nèi)運(yùn)行情況。

3.2 熱風(fēng)機(jī)及計(jì)算機(jī)房

熱風(fēng)機(jī)及計(jì)算機(jī)房約9m2左右，全套設(shè)備噪聲不超過(guò)85 dB。

3.3 熱風(fēng)循環(huán)風(fēng)管及排氣風(fēng)管

材質(zhì)為鍍鋅鋼板，厚度為1.2cm，外部風(fēng)管為巖棉保濕層，厚度為50mm，保溫層外包鍍鋅鋼板，厚度為0.6cm。內(nèi)部風(fēng)管采用1.0cm不銹鋼及鍍鋅鋼板制作。風(fēng)管采用法蘭連接。

3.4 熱風(fēng)發(fā)生裝置及電控柜

燃燒室采用鋼板及保溫材料制作而成，側(cè)面有檢修門(mén)并設(shè)有火焰觀察室，燃燒室下部有助燃風(fēng)機(jī)，控制閥門(mén)及配管。

（1） 最大熱量： 30×104 kCal/h；

（2） 最大熱風(fēng)溫度：200℃；

（3） 安全及控制設(shè)備：安全保護(hù)繼電器；燃?xì)?，空氣壓力異常?bào)警；燃?xì)怆姶砰y；伺服馬達(dá)；系統(tǒng)吹掃功能；熱風(fēng)爐超溫報(bào)警；熱風(fēng)爐熄溫報(bào)警；各個(gè)干燥室溫、濕度超限報(bào)警；燃?xì)庑孤﹫?bào)警。

4 系統(tǒng)使用的工藝流程及工藝優(yōu)化

4.1 工藝流程圖

系統(tǒng)使用的工藝流程圖如圖1所示。

4.2 工藝優(yōu)化

（1） 干燥室室體上開(kāi)有循環(huán)送風(fēng)口、回風(fēng)口、排氣口、新風(fēng)補(bǔ)給口以及溫、濕度傳感器安裝口，每個(gè)室體還裝有強(qiáng)制內(nèi)部旋轉(zhuǎn)循環(huán)的攪拌風(fēng)機(jī)，能夠確保坯體干燥溫、濕度的均勻。

（2） 干燥室同時(shí)具備防干功能。只要將操作柜上的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)撥動(dòng)后，即可實(shí)現(xiàn)干燥與防干的功能轉(zhuǎn)換。

（3） 排氣風(fēng)機(jī)均采用風(fēng)壓變頻控制，可根據(jù)干燥室使用的數(shù)量來(lái)決定排氣量，以節(jié)約能源。

（4） 熱風(fēng)發(fā)生爐帶比例控制裝置，可以供一個(gè)或多個(gè)干燥室同時(shí)使用。

（5） 集中控制柜設(shè)有觸摸屏，干燥時(shí)間及加濕時(shí)間可通過(guò)其任意設(shè)置。

（6）計(jì)算機(jī)和組態(tài)軟件可以將系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的熱風(fēng)爐的溫度、伺服馬達(dá)的開(kāi)度、干燥室的溫度、濕度，以及送風(fēng)口、回風(fēng)口、排風(fēng)口、新風(fēng)閥的開(kāi)度作實(shí)時(shí)顯示和存盤(pán)記錄，可存儲(chǔ)三個(gè)月的數(shù)據(jù)，以備隨時(shí)查閱。各個(gè)報(bào)警記錄時(shí)間都有詳細(xì)的時(shí)間積累，可以對(duì)照歷史曲線(xiàn)進(jìn)行干燥過(guò)程的數(shù)據(jù)分析。

（7） 整個(gè)干燥過(guò)程全部使用自動(dòng)智能控制，溫度濕度不需要人為控制，避免因人為調(diào)控導(dǎo)致失誤。

5 創(chuàng)新點(diǎn)

（1） 全自動(dòng)、高效、降低勞動(dòng)強(qiáng)度

整個(gè)干燥過(guò)程全部連續(xù)自動(dòng)控制，可以節(jié)省大量人力，特別適應(yīng)三班制生產(chǎn)的高壓注漿工藝后的干燥工序。

（2） “補(bǔ)濕抽濕”，干燥效果好

每個(gè)干燥室干燥用過(guò)的熱空氣，被抽回到熱風(fēng)發(fā)生爐再加熱循環(huán)使用，因此熱量得到充分的利用，大大降低了能耗。

（3） 優(yōu)化干燥過(guò)程，提高成品率

本系統(tǒng)采用了從低溫高濕逐步到高溫低濕的干燥過(guò)程。利用熱風(fēng)循環(huán)使用的干燥方法，且干燥室室體上開(kāi)有循環(huán)送風(fēng)口、回風(fēng)口、排氣口、新風(fēng)補(bǔ)給口以及溫、濕度傳感器安裝口，每個(gè)室體還裝有強(qiáng)制內(nèi)部旋轉(zhuǎn)循環(huán)的攪拌風(fēng)機(jī)，以確保坯體干燥溫、濕度的均勻，提高坯體的成品率。

6 系統(tǒng)應(yīng)用的優(yōu)越性

（1） 干燥周期短。從最初成形的含濕率為23%左右降到生產(chǎn)出的坯體含濕率為1%，根據(jù)不同型號(hào)規(guī)格的坯體只需12～40h（40h為結(jié)構(gòu)最復(fù)雜的坯體）。節(jié)省了成形十多天的產(chǎn)品堆放場(chǎng)地，干燥效率提高了數(shù)十倍，有效減少所需要的配套設(shè)備，大量降低生產(chǎn)成本。

（2） 自動(dòng)化程度高。整個(gè)干燥過(guò)程全部使用自動(dòng)智能控制，溫度、濕度不需要人為控制，避免因人為調(diào)控導(dǎo)致失誤。

（3） 干燥原理合理。根據(jù)陶瓷坯體自身的特點(diǎn)，本系統(tǒng)采用了從低溫高濕逐步到高溫低濕的干燥過(guò)程。

（4） 干燥合格率高。本系統(tǒng)一般的陶瓷坯體干燥合格率能達(dá)到98%左右。

（5） 靈活性大?？梢愿鶕?jù)場(chǎng)地和型號(hào)的不同分別采用小面積多品種或大面積少品種的干燥室。

（6） 適應(yīng)范圍廣。不同型號(hào)品種的坯體可以單獨(dú)設(shè)置溫、濕度干燥曲線(xiàn)，且自動(dòng)運(yùn)行和控制。

（7） 設(shè)備配置合理。采用一臺(tái)帶比例控制的熱風(fēng)發(fā)生爐作為熱源，可以供一個(gè)或多個(gè)干燥室同（下轉(zhuǎn)第26頁(yè)）時(shí)使用。

（8） 干燥能耗低。采用熱風(fēng)循環(huán)使用，每個(gè)干燥室干燥用過(guò)的熱空氣，被抽回到熱風(fēng)發(fā)生爐再加熱循環(huán)使用，熱量得到充分利用，大大降低了能耗。每個(gè)干燥坯體中1kg水只需0.004MJ左右的熱量。

7 系統(tǒng)應(yīng)用情況

自應(yīng)用衛(wèi)生陶瓷快速干燥系統(tǒng)以來(lái)，坯體干燥的速度大幅提高，坯體質(zhì)量有明顯的提升，以最近5萬(wàn)件坯體為對(duì)象進(jìn)行技術(shù)統(tǒng)計(jì)，平均坯體的干燥時(shí)間為28h，坯體干燥合格率為98.4%，有效節(jié)省了大量的配套工具及使用場(chǎng)地。截止到目前，系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中未出現(xiàn)機(jī)器設(shè)備故障，經(jīng)過(guò)計(jì)量檢測(cè)中心的檢測(cè)，系統(tǒng)各種儀表及測(cè)量工具讀數(shù)準(zhǔn)確，系統(tǒng)硬件性能穩(wěn)定，可靠性高。

對(duì)衛(wèi)生陶瓷快速干燥系統(tǒng)進(jìn)行試運(yùn)行，證明該系統(tǒng)已成熟可靠，該系統(tǒng)在衛(wèi)生生產(chǎn)陶瓷行業(yè)的推廣前景廣闊。目前，衛(wèi)生陶瓷企業(yè)雖然不缺資金、不缺場(chǎng)地、不缺員工，但始終解決不了衛(wèi)生陶瓷生產(chǎn)周期長(zhǎng)的難題，它是制約陶瓷生產(chǎn)企業(yè)發(fā)展最大的瓶頸?？s短生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)力已成為陶瓷生產(chǎn)企業(yè)做強(qiáng)做大的關(guān)鍵。

8 結(jié)論

衛(wèi)生陶瓷快速干燥系統(tǒng)的應(yīng)用不僅能夠?yàn)樘沾善髽I(yè)節(jié)約成本、減少浪費(fèi)、增加效益。更重要的是，它是改善衛(wèi)生陶瓷生產(chǎn)工藝的一種方法，是陶瓷坯體干燥技術(shù)的一次飛躍，對(duì)整個(gè)衛(wèi)生陶瓷行業(yè)的意義較為深遠(yuǎn)。