【文章內容簡介】 方的原則 一個理想的坯體配方應該滿足以下要求：易解膠，泥漿流動性好，濕坯及干坯強度好，干燥收縮小，合適的燒成溫度及較寬的燒成溫度范圍，較小的燒成變形及燒成收縮率，吸水率低，較高的成瓷機械強度和彈性，熱穩(wěn)定性好等理化指標這些要求是設計配方的基本依據(jù) [6]。由于各地原料不同，各工廠工藝也有差異。了解各種原料對產(chǎn)品性質的影響，有的原料是產(chǎn)品主晶相成玻璃相的來源，有的是調節(jié)性質或工藝性能的添加劑，制定配方時對此應心中有數(shù)，采用多種原料配方有利于控制和穩(wěn)定產(chǎn)品的性能。應滿足生產(chǎn)工藝的要求。 了解原料的品位，來源和到廠價格。應使投產(chǎn)的配方在保證質量的前提下成本最低 [17]。 釉料配 置原則 研究釉料的配方往往是在坯料配方已確定的基礎上進行的，故應使釉適應坯。配釉時應遵循以下原則： 1）釉料組成應適應坯體的燒成工藝性能。 2）要使釉層的物理化學性質與坯體適應。 3）合理選擇釉用原料。 各原料在陶瓷生產(chǎn)中的作用 粘土類原料 1）粘土的可塑性是陶瓷坯泥賴以成形的基礎。 2）粘土是注漿泥料與釉料具有懸浮性與穩(wěn)定性。 本科生畢業(yè)設計 9 3）粘土一般是細分散顆粒，同時具有結合性。 4） 粘土是陶瓷燒結時的主體，粘土中的 Al2O3含量和雜質含量是決定陶瓷坯體的燒結程度，燒結溫度和軟化溫度的主要因素。 5）粘土是形成陶瓷主體結構和瓷器中莫來石晶體的主要因素。 長石類原料 1）長石在高溫下熔融，形成黏稠的玻璃熔體，是坯體中堿金屬氧化物的主要來源，能降低陶瓷坯體組分的熔化溫度，有利于成瓷和降低燒成溫度。 2） 熔融后的長石熔體能溶解部分高嶺土分解產(chǎn)物和石英顆粒 .液相中三氧化二鋁和二氧化硅相互作用，促進莫來石晶體的形成和長大，賦予了坯體的力學強度和化學穩(wěn)定性。 3） 長石熔體能填充于各 結晶顆粒之間，有助于坯體致密和減少空隙 .冷卻后的長石熔體，構成了瓷的玻璃基質，增加了透明度，并有助于瓷坯的力學強度和電氣性能的提高。 4）長石作為瘠性原料，在生坯中還可以縮短坯體干燥時間，減少坯體的干燥收縮和變形等。 滑石 滑石在普通日用陶瓷中一般作為熔劑使用，在陶瓷坯體中加入少量滑石可降低燒成溫度，在較低的溫度下形成液相加速莫來石晶體的生成，同時擴大燒結溫度范圍，提高白度、透明度、力學強度和熱穩(wěn)定性 [7]。 堿石儲量大，易開采，外觀呈褐色、灰或淺灰色，致密塊狀，質堅硬，經(jīng) 1300℃燒后呈白或 灰白色，略帶黃、褐色斑點，屬硬質粘土。堿石與大同土鋁含量接近，把堿石用量選在 32～ 37％之間，以滿足配方中氧化鋁的含量。因堿石較大同土的可塑性差，適當增加了強可塑原料，以滿足成形性能要求。 各種氧化物在瓷中的作用 1） 二氧化硅 瓷中的二氧化硅以“半安定方石英”，“殘余石英顆?！保劢庠诓Ａ? 本科生畢業(yè)設計 10 相中的“熔融石英 ” ，以及在莫來石晶體和玻璃態(tài)物質中的結合狀態(tài)。 2）三氧化二鋁 瓷中的三氧化二鋁主要是由長石和高嶺土引入的，是成瓷的主要組分，一部分存在于莫來石晶體中，另一部分熔于熔體中以玻璃相存在。 3 氧 化鈉與氧化鉀 主要由長石引入，他們也是成瓷的主要組份，起助熔劑的作用，存在于玻璃相中提高其透明度。 4） 堿土金屬氧化物 他們在少量情況下只與堿金屬氧化物共同起助熔作用，引入氧化鈣和氧化鎂等，可以相對的提高瓷的熱穩(wěn)定性和力學性能，提高白度和透明度，改進瓷的色調，減弱鐵，鈦的不良影響。 5） 著色氧化物 此組成中的鐵鈦氧化物含量較微，但它們的有害影響卻很大，可使瓷被著色成不好的色澤，影響其外觀品質。 坯料的配方計算 坯料的配方的礦物組成 表 21 坯料的化學組成（ wt%） SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 CaO MgO K2O+Na2O P2O5 灼減量 總量 大同土 石英 長石 0 白云石 萊陽土 蘇州土 4311 本科生畢業(yè)設計 11 將含有灼減量的百分組成換算成不含灼減量的百分組成。 表 22 坯體無灼減量的化學組成（ wt%） SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 CaO MgO K2O+Na2O P2O5 總量 大同土 5 石英 2 長石 0 白云石 0 萊陽土 8 蘇州土 5 合成骨灰 確定坯料配方 表 23 骨質瓷配方 SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 CaO MgO K2O+Na2O P2O5 坯料 %骨灰 0 0 0 4%萊陽土 0 0 4%蘇州土 0 0 21%大同土 0 0 %長石 0 0 2%白云石 0 0 0 %石英 0 0 0 總量 余量 0 表 24 坯體組成（ wt%） 合成骨灰 本科生畢業(yè)設計 12 骨灰 萊陽土 蘇州土 大同土 長石 白云石 石英 總量 換算前（ %） 換算后（ %） 坯式的計算 表 25 計算坯式 組成 SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 CaO MgO K2O+Na2O P2O5 百分含量 分子量 102 160 78 142 兩項相除 R2O3 為 1 按照坯式排列，可得骨質瓷的坯式： CaO +Na2O 釉料的確定和計算 釉料的化學組成及釉式的確定 表 26 釉的化學組成 表 27 各氧化物的質量總和 原料名稱 SiO2 Al2O3 MgO K2O Na2O CaO IL 紅長石 0 0 石英 0 0 鐘乳石 0 0 0 0 原料 長石 鐘乳石 石英 氧化鋅 硼酸 鉛丹 百分含量 % % % % % % 本科生畢業(yè)設計 13 表 28 去除灼減量之后各氧化物總量 原料名稱 SiO2 Al2O3 MgO K2O Na2O CaO %紅長石 %石英 %鐘乳石 總量 表 29 計算釉式 組成 SiO2 B2O3 Al2O3 Na2O K2O CaO MgO PbO ZnO 百分含量 分子量 102 62 兩項相除 R2O+ R2O 為1 釉式： 燒成溫度及耐火度的計算 燒成溫度的計算可用下式計算 : T 燒 =（ 360+ Al2O3RO） / 耐火溫度的計算可 用下式計算 : T 耐 =（ 360+ Al2O3RO） / Al2O3—— 坯料中 Al2O3 和 SiO2 總量等于 100%時， Al2O3 的百分含量之和。 RO—— 坯料中 Al2O3 和 SiO2 總量等于 100%時，所有溶劑氧化物的百分含 本科生畢業(yè)設計 14 量之和。 坯料中 Al2O3 和 SiO2 總量等于 100%時， Al2O3 的百分含量之和。 Al2O3=*100/(+)= 坯料中 Al2O3 和 SiO2 總量等于 100%時，所有溶劑氧化物的百分含量之和。 RO=(++)*100/(+)= 得： T 耐 =（ 360+） /=℃ T 燒 =（ 360+） /=℃ 所以可以得到該坯料的耐火度為 ℃，燒成溫度為 ℃。 第三章 原料車間工藝設計 工藝參數(shù)選擇 選擇原則 工藝參數(shù)的確定應盡量符合實際，有時依據(jù)類似工廠生產(chǎn)統(tǒng)計出來的先進指標，再結合具體的工藝特點，進行分析最后確定，指標不能過于先進，以免對以后的生產(chǎn)造成困難，也不能過于保守，而 使設備造成浪費 [8]。 工藝參數(shù)的選擇 1)原料進廠含水率平均為 2%，貯存 90 天。 2)原料進廠損失率 2%。 3)坯泥球磨周期為 10 小時，料：球：水 =1： ： ，球磨損失率1%。 4)泥漿相對密度為 /m3，細度為 250 目篩篩余小于 %。 5)微粉回收率為 98%，干粉含水率為 7%，細度 12～ 14 目篩。 6)干燥周期 50min，介質溫度 160℃ ，干后含水率為 5～ 8%，干燥損失率 2%，廢坯回收率 90%。 7)施釉損失率 3%。 本科生畢業(yè)設計 15 8)包裝損失率 1%。 9)產(chǎn)品每套重 12kg，年產(chǎn) 量 3660 萬件，坯釉燒失率為 8%。 物料衡算 衡算意義 1) 是工藝設計的重要組成部分，以生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)品方案、工藝流程、工藝參數(shù)及生產(chǎn)班制為基礎，對陶瓷生產(chǎn)過程各工序物料量的一種近似算法。 2) 是計算從原料進廠至成品出廠各工序需處理的物理量，作為確定車間生產(chǎn)任務、設備選型及人員編制的依據(jù)。 3) 是計算各種原料、輔助材料及燃料需要量，總圖設計中確定運輸量、運輸設備和計算各種堆場、料倉面積的依據(jù) 4) 是計算水、電、蒸汽和勞動力的需要量，確定原材料、燃料等的指標，是公用設計和計算成品成本 等的依據(jù) [9]。 工藝技術指標 生產(chǎn)任務（套 /年）： 653600 產(chǎn)品類型： 56 頭陶瓷餐具 產(chǎn)品重量（㎏ /套）： 12 年總產(chǎn)量（㎏ /年）： 12653600=7843200 泥漿含水率（ %）： 35 泥漿比重（ g/㎝ 3）： 物料的平衡計算 坯體的原料衡算。見表 31 表 31 原料衡算表 因素 損失指標 檢驗包裝廢品率 2% 釉燒廢品率 2% 本科生畢業(yè)設計 16 施釉廢品率 2% 素燒廢品率 3% 干燥廢品率 2% 成型修坯 廢品率 5% 切削損失率 4% 坯釉比例 92:8 練泥、壓濾損失率 2% 坯釉燒失率 8% 注漿損失率 4% 燒失率 7% 成型余泥率 2% 球磨過篩損失率 1% 坯泥回收利用率 90% 自然含水率 硬質料 2%，軟質料 10% 儲存損失率 2% 釉料燒失 5% 運輸損失率 2% 出窯量 =檢驗包裝廢品率 工廠年產(chǎn)量1 t/年 式（ 31） = %21 =年釉燒裝窯量 =釉燒廢品率年出窯量1t/年 式（ 32） = %21 ? =年施釉量 =素燒廢品率）（