【正文】 3 TiO2 CaO MgOK2O/Na2O坯料 石英 —— 長(zhǎng)石 —— 滑石 —— ——大同沙石 —— ——界牌泥 —— 名稱 SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 CaO MgOK2ONa2O灼減率合計(jì)坯體 石英 —— 長(zhǎng)石 —— —— 滑石 —— —— 大同沙石 —— —— 界牌泥 —— (2) 列表用化學(xué)組成滿足法進(jìn)行配料計(jì)算，坯料配比部分根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)來設(shè)計(jì)，計(jì)算過程如下表：表 43 坯料配比計(jì)算表 /wt%名稱 SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 CaO MgOK2O/Na2O坯料 石英 —— 引入 24 份石英 —— 剩余 6 長(zhǎng)石 —— 引入 29 份長(zhǎng)石 —— 剩余 3 滑石 —— ——引入 5 份滑石 —— ——剩余 8 大同土 —— ——引入 32 份大同土 4。(9) 二氧化鋯 (ZrO2)自然界中，游離的二氧化鋯中有單斜鋯石，ZrO 2 分為全穩(wěn)定型和部分穩(wěn)定型，部分穩(wěn)定型 ZrO2 的抗熱穩(wěn)定性好，還可以用來增韌陶瓷材料，因?yàn)榇嘈圆牧系奈⒘鸭y前端存在著應(yīng)力場(chǎng)，他有利于未穩(wěn)定的四方相向單斜相轉(zhuǎn)變。因此，在長(zhǎng)石質(zhì)瓷坯料中，除瓷土中引入少量 K2O 和 Na2O 外，應(yīng)視坯料中的 Al2O3 含量增加 34%而 SiO2 的含量相對(duì)減少時(shí)，其 K2O 和 Na2O 的含量可隨著增加 1%,過少制品不易燒結(jié)，過多則降低燒成溫度而引起制品變形，還會(huì)降低制品熱穩(wěn)定性。(6) 氧化鎂(MgO)MgO 也是一種堿土金屬氧化物，熔點(diǎn)為 2800℃。如含量低于 15%時(shí)，則降低燒成溫度，并縮小燒結(jié)范圍，易造成制品變形和熱穩(wěn)定性降低。自然界的硅質(zhì)原料以石英族礦物為主，含微量長(zhǎng)石、泥質(zhì)和鐵質(zhì)等雜質(zhì)。黏土中有機(jī)物的含量和結(jié)晶程度也影響其陽離子交換能力?？伤苄酝惩恋V物顆粒大小和形狀有密切關(guān)系?？伤苄允钦惩猎献钪匾墓に囆阅苤?，是粘土能夠制成各種陶瓷制品的成型基礎(chǔ)。 產(chǎn)品品種及質(zhì)量要求產(chǎn)品的品種和重量要求，直接影響到原料加工程度、坯料的配方及生產(chǎn)方法。如進(jìn)工廠原料中含塊狀硬質(zhì)原料，就應(yīng)加強(qiáng)破碎并注意對(duì)其粒度的控制；塊度過大的原料，一次破碎達(dá)不到工藝要求就要采用多級(jí)破碎；如進(jìn)廠的全是粉狀原料，粗碎、中碎工序可省略；如采用的粘土容易在水中分散，則可采用粘土直接水化的工藝，即不經(jīng)過球磨二直接進(jìn)入攪拌池調(diào)成泥漿，再和其他漿料充分混合后使用。13 / 62第 3 章 工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 工藝流程的原則選擇工藝流程，首先要保證產(chǎn)品的質(zhì)量要求。車間在生產(chǎn)中產(chǎn)生大量的輻射熱、煙塵或煤氣、會(huì)影響到其他車間，所以應(yīng)該布置于廠區(qū)的下風(fēng)向。由于工人較多，布置時(shí)要特別注意車間的采光通風(fēng)良好，不能將本車間布置于有害氣體或粉塵的下風(fēng)向，要考慮到太陽的輻射對(duì)車間的影響。為了適應(yīng)總平面布置的靈活性，也可將粉碎、球磨和榨泥部分分成兩個(gè)工段，布置在不同的建筑物內(nèi)，將榨泥部分近于成型車間或與成型車間合并在一起，而原料的破碎、粉磨和原料倉庫相近，原料制成泥漿后用泵送到榨泥部分或成型部分，但仍希望二者距離不要太遠(yuǎn)，以免管道過長(zhǎng)導(dǎo)致阻力較大而輸送困難。用汽車運(yùn)輸原料時(shí)，要求布置在靠近公路入口處，并避免公路的交叉。（3）生產(chǎn)服務(wù)設(shè)施①動(dòng)力設(shè)施 ②運(yùn)輸設(shè)施 ③給排水設(shè)施 ④工程技術(shù)管網(wǎng) ⑤堆場(chǎng)及倉庫 ⑥行政管理和生活福利設(shè)施 ⑦綠化及美化設(shè)施生產(chǎn)工藝流程是總平面設(shè)計(jì)中最根本的設(shè)計(jì)依據(jù)之一，工廠總平面布置必須中充分滿足生產(chǎn)工藝要求。(4) 布置緊湊：在進(jìn)行陶瓷工廠總平面布置時(shí)，除了滿足各車間生產(chǎn)的基本需求和建筑防火衛(wèi)生要求外，還應(yīng)該注意節(jié)約廠區(qū)用地。9 / 62 主要措施總平面布置的工作中，為了滿足各種要求并達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理的目的，需要采取相應(yīng)的措施。（3）廠址地勢(shì)與總平面圖方位的確定這關(guān)系到廠內(nèi)外的運(yùn)輸、地面水的排除以及通風(fēng)條件。工廠的具體廠址則由設(shè)計(jì)單位會(huì)同該企業(yè)所屬的工業(yè)部門和主管機(jī)關(guān)的代表和建設(shè)單位共同選定。在冷塑料成型技術(shù)和設(shè)備方面，引進(jìn)了國外最先進(jìn)的等靜壓成型技術(shù)和設(shè)備，為異形和浮塑產(chǎn)品開辟了廣闊天地。（3）成型工藝技術(shù)和裝備在我國日用陶瓷發(fā)展的第一階段（19501978 年）成型主要是手工拉坯或刀壓。目前蘇州青山高嶺土、福建龍巖高嶺土、山西大同土正是如此，已部分商品化，并向坯料、釉料標(biāo)準(zhǔn)化、商品化方向邁進(jìn)。即使有經(jīng)濟(jì)實(shí)力的單位，考慮配套，補(bǔ)單困難，也紛紛轉(zhuǎn)向國內(nèi)市場(chǎng)。而產(chǎn)量在 1992 年以后就達(dá)到 60 億件以上，其中達(dá) 100億件以上有 3 年：即 1997 年 億件；2022 年 億件；2022 年 140 億件。改革開放以來，我國傳統(tǒng)的日用陶瓷行業(yè)引進(jìn)了國外先進(jìn)的制瓷技術(shù)和裝備，使許多產(chǎn)區(qū)、企業(yè)的生產(chǎn)進(jìn)一步現(xiàn)代化、產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高、出口創(chuàng)匯增加，我國日用陶瓷工業(yè)和世界先進(jìn)水平的差距在逐步縮??；全國現(xiàn)有國有企業(yè)及集體企業(yè)約 1700 家，約占全部企業(yè)的21%，職工總數(shù)近 40 萬人。技術(shù)進(jìn)步步伐放慢，全行業(yè)收益不理想。建國以前，我國陶瓷行業(yè)受到了嚴(yán)重摧殘，一蹶不振；而此間西方制瓷業(yè)卻得到了很大發(fā)展，我國的瓷國地位受到了嚴(yán)重挑戰(zhàn) [3]。（2）按花面裝飾方法分類。宋代鈞、汝、官、哥、定五大名窯，產(chǎn)品聞名于世，陶瓷器作為商品開始批量輸出海外。在掌握原料性質(zhì)及完成配方計(jì)算的基礎(chǔ)上，算出了原料堆場(chǎng)的面積，確定了機(jī)械設(shè)備的選型。學(xué) 號(hào)：202208010430HEBEI UNITED UNIVERSITY畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書GRADUATE DESIGN設(shè)計(jì)題目：年產(chǎn) 1800 萬件日用陶瓷廠坯料車間工藝設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：許甫堯?qū)I(yè)班級(jí)：10 材料 4 班學(xué) 院：材料科學(xué)與工程學(xué)院指導(dǎo)教師：鄭占申 教授2022 年 06 月 04 日摘 要本設(shè)計(jì)是結(jié)合當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)背景、我國基本國情，在環(huán)境保護(hù)、市場(chǎng)需求的基礎(chǔ)上深入了解調(diào)查后做出的一份針對(duì)性的日用陶瓷工廠設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)綜述了日用陶瓷的發(fā)展及現(xiàn)狀，進(jìn)行了原料和工藝流程的選擇，完成了配方計(jì)算、全廠的物料平衡計(jì)算、設(shè)備的選型以及坯料車間的設(shè)計(jì)。在唐宋時(shí)期，陶瓷制造已相當(dāng)發(fā)達(dá)，并形成一定的生產(chǎn)規(guī)模。目前市場(chǎng)上流通的主要有日用細(xì)瓷器、日用普瓷器、日用炻瓷器、骨質(zhì)瓷器、玲瓏日用瓷器、釉下(中)彩日用瓷器、日用精陶器等。明清兩代，是我國瓷業(yè)發(fā)展的歷史鼎盛時(shí)期，以江西景德鎮(zhèn)瓷器為代表，以其精美多樣的產(chǎn)品、精湛的技藝，在全世界享有極高的聲譽(yù)?！　?0 年代以來陶瓷工業(yè)迅速發(fā)展，產(chǎn)量猛增，經(jīng)營體制更加靈活多樣，各主要產(chǎn)瓷區(qū)發(fā)展不平衡，開始出現(xiàn)虧損企業(yè)。64 年來，特別是改革開放 34 年來，我國的日用陶瓷行業(yè)得到了迅速的發(fā)展，陶瓷企業(yè)遍布全國，形成了江西省景德鎮(zhèn)、河北唐山、邯鄲、山東淄博、江蘇宜興、湖南醴陵、福建德化、廣東佛山、湛江、汕頭、潮洲、遼寧海城等重點(diǎn)陶瓷產(chǎn)區(qū)；建立了陶瓷研究所、設(shè)計(jì)院、大專院校與陶瓷裝備制造、裝飾材料制造等專業(yè)工廠，一個(gè)完整的工業(yè)體系業(yè)已建立；產(chǎn)品品種也由日用陶瓷、陳設(shè)藝術(shù)瓷擴(kuò)展到建筑衛(wèi)生陶瓷、工業(yè)陶瓷及高技術(shù)陶瓷領(lǐng)域。但多年來單件換匯平均在 美元，平均達(dá)到 美元以上的僅有兩年：即 1995 年為單件換匯為 美元（這也是歷史最高一年） ，1997 年達(dá)到 美元。由于資金限制，多數(shù)賓館、酒店無能力購買國外高檔賓館瓷，而不得不將求購眼光轉(zhuǎn)向國內(nèi)。進(jìn)入發(fā)展的第二階段（19782022 年）后，陶瓷原料正在逐步實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。這兩種新型球磨機(jī)較易洗滌，且能耗低、制備的釉料質(zhì)量較高，可以明顯減少針孔、滾釉等缺陷。在塑料泥料成型方面從滾壓成型機(jī)配鏈?zhǔn)礁稍餀C(jī)生產(chǎn)，開始逐步引進(jìn)和消化吸收了盤、碟、杯生產(chǎn)線，并逐步得到了推廣。建廠的地區(qū)位置由國家計(jì)劃委員會(huì)或各部、各省、自治區(qū)或直轄市計(jì)委根據(jù)國民經(jīng)濟(jì)的遠(yuǎn)景規(guī)劃和技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證，確定工廠的所在地區(qū)或幾個(gè)大概的地點(diǎn)，并且要在計(jì)劃任務(wù)書內(nèi)加以注明。運(yùn)輸線路進(jìn)廠方向，要與工廠7 / 62總平面平面位置相適應(yīng)。 總平面布置的基本原則陶瓷工廠和其他工廠一樣，在設(shè)計(jì)過程中必須遵循下列的基本原則：(1) 廠區(qū)內(nèi)的建筑物、構(gòu)筑物及交通運(yùn)輸線路的布置應(yīng)使工藝流程順捷，并保證合理的生產(chǎn)作業(yè)線；(2) 原料、燃料、半成品和成品的運(yùn)輸應(yīng)當(dāng)是連續(xù)的短距離運(yùn)輸，避免交叉和往返；(3) 適當(dāng)?shù)匕褟S區(qū)劃分成為幾個(gè)地段，把生產(chǎn)性質(zhì)、防火、衛(wèi)生條件、動(dòng)力要求和交通運(yùn)輸?shù)韧惖慕ㄖ?、?gòu)筑物布置在一個(gè)地段，按生產(chǎn)作業(yè)線分布于工廠的廠區(qū)內(nèi)；(4) 建筑物、構(gòu)筑物的外形應(yīng)簡(jiǎn)單、布置應(yīng)緊湊，以便廠區(qū)利用率達(dá)到最大限度；(5) 輔助車間及倉庫應(yīng)盡可能地靠近它所服務(wù)的主要車間；(6) 動(dòng)力設(shè)施應(yīng)盡量靠近負(fù)荷中心；(7) 廠內(nèi)人行道距離應(yīng)最短，并盡可能避免與貨運(yùn)路線交叉，特別是在工作緊張及行人往返多的地段內(nèi)；(8) 廠區(qū)的管線網(wǎng)，除必須轉(zhuǎn)彎外，應(yīng)盡可能取直，不應(yīng)在鐵路和道路路基下面敷設(shè)各種管線，集中埋放地下管線地帶應(yīng)位于建筑物和道路之間；(9) 布置建筑物時(shí)應(yīng)考慮日照方位以及主導(dǎo)風(fēng)向，應(yīng)保證室內(nèi)天然采光、自然通風(fēng)及防止日照輻射熱的投入，若有往大氣中大量排放出煤氣、煙、灰塵及不良?xì)怏w的建筑物，當(dāng)主導(dǎo)風(fēng)向非常明顯時(shí)，該建筑物必須布置在其他建筑物的下風(fēng)側(cè)；(10) 必須根據(jù)工廠的發(fā)展預(yù)先考慮將來擴(kuò)建的可能，以便在用少量的投資，不影響工廠的正常生產(chǎn)、不改變?cè)锌偲矫娴脑O(shè)計(jì)意圖和不拆毀較大建筑物、構(gòu)筑物的條件下，達(dá)到擴(kuò)建的目的；(11) 根據(jù)地形起伏、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)等條件，把主要建筑物、構(gòu)筑物布置在條件好的地段，以節(jié)約建設(shè)投資；(12) 應(yīng)滿足運(yùn)輸線路、防火衛(wèi)生條件及工程技術(shù)管線的要求；(13) 應(yīng)使廠內(nèi)外鐵路、公路、動(dòng)力線路、衛(wèi)生工程線路和本地區(qū)的其他設(shè)施連接合理、工廠和住宅區(qū)的聯(lián)系方便；(14) 易燃、可燃和燃料倉庫必須布置在生產(chǎn)性建筑物和構(gòu)筑物的下風(fēng)側(cè)，經(jīng)常散出大量火花以及有明火源的車間，均應(yīng)布置在易燃、可燃和燃料倉庫的下風(fēng)側(cè)；(15) 合理地選擇建筑型式，使之便于生產(chǎn)并縮小工廠占地面積，縮短工程技術(shù)管線及運(yùn)輸線路；(16) 廠區(qū)內(nèi)不允許修建醫(yī)療所、消防、警衛(wèi)人員宿舍和運(yùn)動(dòng)設(shè)施等，但某些設(shè)施可設(shè)在廠區(qū)外的防護(hù)區(qū)內(nèi)；(17) 規(guī)模較大的企業(yè)分期建設(shè)時(shí)，必須盡量縮短第一期工程的占地面積和生產(chǎn)作業(yè)線長(zhǎng)度，以降低工廠的建設(shè)投資和經(jīng)營費(fèi)用；(18) 工廠總平面圖應(yīng)有合理的藝術(shù)性，建筑物和構(gòu)筑物應(yīng)與周圍的環(huán)境及建筑物相配合，外觀輪廓和道路系統(tǒng)平直整齊，各個(gè)建筑物相互協(xié)調(diào)，適當(dāng)?shù)孛阑构S成為一個(gè)建筑藝術(shù)的整體；(19) 建筑物、構(gòu)筑物應(yīng)作行列式或間節(jié)式布置，并應(yīng)與建設(shè)場(chǎng)地的長(zhǎng)軸或短軸線平行或是一小角度 [5]。(3) 選擇建筑形式：陶瓷工廠的廠房可分為兩大類：?jiǎn)螌訌S房與多層廠房。 總平面布置的工藝要求 工廠的組成一般日用陶瓷工廠組成大致可分為以下幾部分：（1）主要生產(chǎn)車間①泥料制備 ②制品成型 ③上釉和彩飾 ④制品燒成 ⑤檢驗(yàn)與裝配（2）輔助及修理車間輔助及修理車間是為主要生產(chǎn)車間服務(wù)的車間服務(wù)的車間。為了縮短路線長(zhǎng)度，要求布置在近鐵路的進(jìn)線處，而且常將鐵路直接引入原料倉庫附近或原料倉庫內(nèi)，以便11 / 62采取機(jī)械化的裝卸設(shè)施。車間生產(chǎn)出的泥料供應(yīng)成型車間使用，故必須盡量靠近成型車間，或?qū)⒈拒囬g與成型車間置于同一個(gè)建筑物內(nèi)，這樣可以縮短運(yùn)輸距離，同時(shí)也便于成型車間的廢泥料回收。成型車間是陶瓷工廠的主要車間，常布置于工廠的中心部分。焙燒車間是個(gè)熱車間，布置時(shí)應(yīng)該考慮保證車間的通風(fēng)良好。 輔助生產(chǎn)車間輔助生產(chǎn)車間主要包括匣缽、耐火材料車間，石膏模車間，中央實(shí)驗(yàn)室及試制工場(chǎng)，金工車間，鍛造車間，木工車間 [6]。 確定工藝流程的依據(jù) 原料的組成及性質(zhì)原料的組成和性質(zhì)直接影響著原料加工處理方法。原料的干燥性能和燒結(jié)性能決定干燥燒成工藝和設(shè)備的依據(jù)。15 / 62第 4 章 原料性質(zhì)與配方 礦物原料的性質(zhì) 粘土類礦物原料及其性能1 粘土類礦物原料分類 [8](1) 按地址成因分類： ①一次粘土 ②二次粘土(2) 按構(gòu)成粘土的主要礦物分類：① 高嶺石類粘土 ②蒙脫石類粘土 ③伊利石類粘土 ④水鋁英石類粘土 ⑤葉臘石類粘土(3) (3)按耐火度分類：① 耐火粘土 耐火度在 1580℃以上 ②中等易熔粘土 耐火度在 1350℃~1580℃之間 ③易熔粘土 耐火度在 1350℃以下2 粘土類礦物原料性能(1) 可塑性，粘土的可塑性是指粘土與適量的水結(jié)合后所形成的泥團(tuán)，在一定外力作用下產(chǎn)生變形而不開裂，當(dāng)外力去掉后仍保持其不變的性能。(2) 粘土顆粒的大小和形狀。蒙脫石類黏土比高嶺石類黏土的離子交換能力要大得多，因而可塑性也要強(qiáng)的多，葉臘石類黏土礦物沒有顯著的陽離子交換能力，也幾乎沒有可塑性。 硅質(zhì)原料凡以二氧化硅為主要成分、其含量與雜質(zhì)含量等符合工業(yè)要求的巖石或砂子都叫硅質(zhì)原料。 Al2O3在坯料中主要與 SiO2 在高溫下生成莫來石，起著骨架作用，并能提高燒成溫度，擴(kuò)大坯料的燒結(jié)范圍，提高成品的機(jī)械強(qiáng)度、化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，還可提高瓷器白度。但含量不能太多，易影響制品色澤變形、煙熏。故可提高瓷器的透明度。因此乳濁釉中加入氧化鋅能提高釉的白度、光澤度和熱穩(wěn)