【正文】 例如坯長(zhǎng)石的換算，無(wú)灼減量 ，同理可換算%=%SiO2出其它原料的組分，如下表所示：表 42 原料化學(xué)組成換算表 /wt%名稱 SiO2 Al2O3 Fe2O3 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(lái)設(shè)計(jì)，計(jì)算過(guò)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。(3) 計(jì)算出來(lái)的原料用量再換算成為含灼減量的實(shí)際原料用量。 差減法計(jì)算坯料配方差減法也就是化學(xué)組成逐項(xiàng)滿足法，根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)和資料，首先確定坯體所要求的化學(xué)組成，在已知所選用原料化學(xué)組成的前提下，再參照生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)先19 / 62確定某幾種原料的用量，然后采取逐項(xiàng)滿足法求出各項(xiàng)原料的用量。(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(lái)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。鈦乳濁釉中引入氧化鋅可提高釉的覆蓋能力，其作用是在高溫時(shí)與氧化鈦形成尖晶石結(jié)構(gòu)的氧化物，在熔體中溶解度小，抗氧化能力強(qiáng)，這樣可以使含氧化鈦的乳濁釉對(duì)氣氛的適應(yīng)性大大提高。(8) 氧化鋅(ZnO)氧化鋅在陶瓷釉料中多使用于中溫和高溫釉中，它是一種助熔劑，與鉛丹有著同樣的作用，用量多的時(shí)候會(huì)是熔體的粘度及熔融溫度提高，所以擴(kuò)大釉的熔融范圍，降低釉的熱膨脹系數(shù)、提高釉的彈性模量、防止釉裂。因此，在坯料配方中常用鉀長(zhǎng)石，很少用鈉長(zhǎng)石。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(guò)少制品不易燒結(jié)，過(guò)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。K 2O 和 Na2O 在陶瓷坯料中，能熔融部分 SiO2 和 Al2O3 而生成玻璃相，填充于胎體骨架的空隙中，并能加速莫來(lái)石的成長(zhǎng)。(7) 氧化鉀和氧化鈉 (K2O 和 Na2O)K2O 和 Na2O 都是堿金屬氧化物，易溶于水，且熔點(diǎn)很低。一般從滑石，鎂質(zhì)粘土，白云石等原料引入。(6) 氧化鎂(MgO)MgO 也是一種堿土金屬氧化物，熔點(diǎn)為 2800℃。(5) 氧化鈣(CaO)CaO 是一種堿土金屬氧化物，熔點(diǎn)為 2580℃，它在高溫下能與 SiO2 形成低共熔物——偏硅酸鈣,故起著助熔作用，是石灰釉的主要成分，由方解石、石灰石、白云石、釉灰等原料引入，因它助熔作用強(qiáng)，能降低坯料的燒成溫度，增加坯料的致密度，提高制品的機(jī)械強(qiáng)度和透明度以及熱穩(wěn)定性。(4) 二氧化鈦 (TiO2)TiO2 也是一種著色金屬氧化物，熔點(diǎn) 1825℃，它在氧化氣氛中燒成呈黃色，在還原氣氛中燒成則呈不穩(wěn)定的灰色。嚴(yán)重影響瓷器的白度，故視為有害物質(zhì)，在普通瓷器坯料中，其含量宜小于 1%，細(xì)瓷坯料中宜小于 %，尤其是瓷釉中（白釉）宜小于 %。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。(2) 氧化鋁(Al 2O3)Al2O3 是陶瓷坯釉中的主要成分，主要由高嶺土、瓷土或長(zhǎng)石引入。另部分則與長(zhǎng)石等原料中的堿金屬、堿土金屬氧化物在高溫下形成玻璃物質(zhì)，填充于胎體骨架之間，從而使成品致密，它能提高坯體機(jī)械強(qiáng)度和制品的透明度，還有一部分未能參與上述反應(yīng)的則為游離狀態(tài)的 SiO2，亦起骨架作用，亦可避免坯體在玻化時(shí)產(chǎn)生彎曲，變性缺陷。 陶瓷原料中各種氧化物的作用(1) 二氧化硅 (SiO2)SiO2 是坯料和釉料的主體，主要由石英、高嶺土、長(zhǎng)石等原料引入。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)。長(zhǎng)石融化后形成的液相能填充坯體的孔隙，減少氣孔率、增大致密度，提高坯體的機(jī)械強(qiáng)度、透光性能和機(jī)械性能，此外長(zhǎng)石原料作為瘠性物質(zhì)，可以提高坯體的疏水性，從而提高干燥速度。 長(zhǎng)石類礦物原料長(zhǎng)石是衛(wèi)生陶瓷生產(chǎn)中普遍使用的熔劑型原料，是衛(wèi)生陶瓷廠三大原料之一。分散介質(zhì)的性質(zhì)對(duì)可塑性有一定影響。黏土中有機(jī)物的含量和結(jié)晶程度也影響其陽(yáng)離子交換能力。黏土礦物種類不同，陽(yáng)離子交換能力也不同。黏土的交換陽(yáng)離子主要吸附在的羥基的基面上和晶體邊緣存在的氫氧離子上。(3) 粘土顆粒的離子交換性?？伤苄酝惩恋V物顆粒大小和形狀有密切關(guān)系。粘土礦物的類型不同，其可塑性差異很大。 3 影響可塑性的因素影響可塑性的主要因素有粘土礦物的類型、粘土的顆粒度和顆粒分布，粘土顆粒的形狀、粘土顆粒的離子交換能力和液相（及分散介質(zhì)）的性質(zhì)等。結(jié)合性能的測(cè)定是在粘土中加入標(biāo)準(zhǔn)砂后，制成試條，測(cè)定干燥后的彎曲強(qiáng)度?？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)。如大型毛坯在氣候溫暖的地區(qū)可以采用自然陰干，而寒冷的地區(qū)則應(yīng)采用人工干燥。產(chǎn)量小而品種多的工廠，為靈活分化產(chǎn)品品種往往不得不采用一些間歇作業(yè)的設(shè)備；而產(chǎn)量大品種較單一的工廠，或同一工廠中國(guó)批量較大的產(chǎn)品應(yīng)考慮到生產(chǎn)過(guò)程的機(jī)械化和自動(dòng)化。 建廠規(guī)模及技術(shù)裝備水平工廠投資、規(guī)模、品種和技術(shù)裝備情況，也會(huì)影響流程選擇。 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。有的粘土原料含水率過(guò)高（如大于 7%）不宜采用電子稱自動(dòng)配料，可將該粘土烘干處理貨摻適量干料以降低含水率。粘土中含砂量過(guò)高且波動(dòng)大，需設(shè)淘洗工序，而含砂量低的粘土可不必淘洗。原料中的雜質(zhì)，應(yīng)根據(jù)其對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量影響程度采用相應(yīng)的處理方法。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(guò)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(guò)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。選擇工藝流程時(shí)，必須進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，使建廠后各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)合理，此外，還應(yīng)注意到生產(chǎn)調(diào)節(jié)的靈活性，如泥料性能雖有變化，不致引起生產(chǎn)工藝和設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的不合理等，工藝流程的最后確定，需要經(jīng)過(guò)不同方案的分析對(duì)比，使選用的流程可靠、使用、先進(jìn)、合理 [7]。選用新設(shè)備、新技術(shù)、新工藝是要充分調(diào)查，反復(fù)論證，認(rèn)真落時(shí)。工藝流程的選擇還應(yīng)充分體現(xiàn)技術(shù)上的先進(jìn)性和可靠性。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。當(dāng)?shù)叵滤^低，而地形坡度較大時(shí)，可將焙燒車間隧道窯部分和成型車間處于不同的標(biāo)高上，使隧道窯的窯車表面與成型車間處于同一標(biāo)高，以降低工人裝出窯的勞動(dòng)強(qiáng)度，當(dāng)焙燒車間有高大煙囪時(shí)，不宜臨近廠前區(qū)，以免影響美觀。本車間需要消耗大量的燃料，故應(yīng)布置在近于貯油罐、煤氣發(fā)生站或煤氣管道進(jìn)口處。根據(jù)停電對(duì)生產(chǎn)造成損失的情況，隧道窯及與其配套的煤氣發(fā)生爐、貯油罐、泵油站應(yīng)配備自備電源供電或一級(jí)負(fù)荷供電。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。當(dāng)采用隧道窯時(shí)，窯體較長(zhǎng)，基礎(chǔ)和坑道較深，要求軌道平坦，不允許因地基下沉引起軌道不平而造成推車?yán)щy，故應(yīng)布置在工程水文地質(zhì)較好的地段，而且要求地勢(shì)較為平坦。 焙燒車間焙燒車間主要任務(wù)是將已經(jīng)上釉或未上釉的坯體焙燒成陶瓷制品，不同規(guī)模的工廠所用的熱工設(shè)備有所不同。由于毛坯的機(jī)械強(qiáng)度很低易于破碎，所以要靠近上釉和焙燒車間，并且要處于同一標(biāo)高上，以利運(yùn)輸。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(yáng)的輻射對(duì)車間的影響。車間面積較大，工人較多，車間內(nèi)的半成品輸送量大，要求地勢(shì)平坦。本車間所消耗的水、電和蒸汽量較大，應(yīng)考慮靠近水源、變電站和熱力車間。在近丘陵或廠區(qū)起伏的地形上布置時(shí)可以將原料倉(cāng)庫(kù)、粉碎、球磨部分與榨泥、成型焙燒車間處于兩個(gè)不同標(biāo)高的階梯形場(chǎng)地上。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(cāng)庫(kù)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(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致阻力較大而輸送困難。設(shè)備的基礎(chǔ)較深，還有一些較深的地坑，廠房往往采用多層結(jié)構(gòu)的建筑形式，故本車間應(yīng)布置在工程地質(zhì)和水文地質(zhì)較好的地段。為了減少投資常將石英長(zhǎng)石堆放于露天堆場(chǎng)上，而將粘土和石英、長(zhǎng)石粉料堆放在倉(cāng)庫(kù)內(nèi)。為了保證工廠生產(chǎn)的連續(xù)性，對(duì)原料需求要有一定的儲(chǔ)備量。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。對(duì)于大型陶瓷工廠原料常是依靠鐵路運(yùn)輸。生產(chǎn)中原材料、半成品、成品的流動(dòng)路線是根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求來(lái)決定的。 工藝要求合理地組織生產(chǎn)路線，不僅有利于生產(chǎn)和運(yùn)輸，而且對(duì)于節(jié)省建廠投資，創(chuàng)造良好的經(jīng)營(yíng)和衛(wèi)生保健條件也能起重要作用。（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(cāng)庫(kù) 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。另外，還要考慮車道、人行道的寬度、工程技術(shù)管網(wǎng)布置所需的寬度和綠化美化等要求。(6) 防火衛(wèi)生要求：在總平面設(shè)計(jì)中按建筑設(shè)計(jì)防火原則和衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求，在廠區(qū)的建筑物、構(gòu)筑物等設(shè)施與居住區(qū)之間保持必要的距離。(5) 考慮擴(kuò)建與改建：改建與擴(kuò)建企業(yè)時(shí)，應(yīng)善于利用分散的舊廠房改建為聯(lián)合大廠房，以達(dá)到滿足生產(chǎn)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。正確的組織人流、貨流，對(duì)于工廠的正常生產(chǎn)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，消滅事故，便利工人的通行和貨運(yùn)的暢通等問(wèn)題都起著很重要的作用，設(shè)計(jì)中應(yīng)認(rèn)真妥善地解決。(2) 合理組織人流、貨流：為了合理安排貨物的運(yùn)輸，需要研究貨流分布與方向是否合理，線路是否短捷等問(wèn)題。陶瓷工廠廠區(qū)可分為以下幾個(gè)部分：主要生產(chǎn)區(qū)、輔助生產(chǎn)區(qū)、倉(cāng)庫(kù)堆場(chǎng)區(qū)、動(dòng)力區(qū)、廠前區(qū)。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。此外，在初步設(shè)計(jì)過(guò)程中，還應(yīng)掌握當(dāng)?shù)氐臍庀筚Y料（如氣溫、降雨、降雪、風(fēng)向、風(fēng)力等） 全場(chǎng)總平面工藝布置陶瓷工廠的總平面設(shè)計(jì)，是根據(jù)工廠的生產(chǎn)性質(zhì)、生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)過(guò)程的組織及特點(diǎn)，在已選定的廠址上，對(duì)合理地布置廠區(qū)內(nèi)的建筑物、構(gòu)筑物、堆場(chǎng)、道路、工程技術(shù)管網(wǎng)、生活福利設(shè)施、管理保衛(wèi)機(jī)構(gòu)和廠區(qū)的美化綠化等所進(jìn)行的總體設(shè)計(jì)和豎向布置，并全面地解決他們相互間的協(xié)調(diào)問(wèn)題。廠區(qū)方位往往極大程度決定了車間的排列走向產(chǎn)生不同采光及通風(fēng)效果，這對(duì)于操作工人較為密集的陶瓷生產(chǎn)而言，不可忽略。通常廠址地勢(shì)的最適宜坡度應(yīng)為 4％左右的傾斜度。（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。中小型工廠需采用鐵路線運(yùn)輸時(shí)，廠址與鐵路干線承運(yùn)站之間，不宜有河流或其他復(fù)雜工程阻隔。（2）運(yùn)輸線路的配合這對(duì)陶瓷廠來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。 廠址具體位置選擇的原則（1）廠址位置的確定必須考慮到主導(dǎo)風(fēng)向，即廠址應(yīng)該在居民區(qū)的下風(fēng)處，地下資源水源即水患，電力供應(yīng)以及距離居民區(qū)遠(yuǎn)近等條件。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。廠址選擇一般分為兩個(gè)階段進(jìn)行，即選擇建廠的地區(qū)位置和選擇建廠的具體廠址。從目前實(shí)踐看，要上高檔瓷必須采取二次燒成工藝，這對(duì)今后高檔瓷的發(fā)展將起到重要作用。（4）燒成工藝、窯爐和燃料結(jié)構(gòu)二次燒成工藝是提高產(chǎn)品檔次的必要條件之一，在我國(guó)北方，采用高溫素?zé)?、低溫釉燒工藝生產(chǎn)軟質(zhì)瓷，以唐山骨質(zhì)瓷為代表，由于使用煤氣隧道窯，實(shí)現(xiàn)了明焰無(wú)匣燒成，其單位能耗二次合計(jì)不超過(guò) 4500 千卡/公斤瓷，在我國(guó)南方，以中國(guó)景德鎮(zhèn)瓷廠和重慶兆峰的產(chǎn)品為代表，采用低溫素?zé)?、高溫釉燒工藝生產(chǎn)硬質(zhì)瓷。在冷塑料成型技術(shù)和設(shè)備方面，引進(jìn)了國(guó)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(kāi)辟了廣闊天地?？娠@著提高產(chǎn)品質(zhì)量、增加產(chǎn)量、保證產(chǎn)品具有清晰的外形輪廓和均勻的致密度。它與普通注漿成型一樣既可進(jìn)行空心注漿，又可進(jìn)行實(shí)心注漿。在注漿成型方面，主要是引進(jìn)了一些注漿生產(chǎn)線。（3）成型工藝技術(shù)和裝備在我國(guó)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。采用這種新型球磨機(jī)的