新型卫生陶瓷坯体快速干燥系统的研究应用

摘 要：卫生陶瓷坯体干燥是卫生陶瓷生产中的重要环节。传统的卫生陶瓷干燥方式干燥周期长，坯体内外干燥和收缩速率不一，是造成坯体变形或开裂的主要原因。本文基于对干燥原理的分析，设计了一种快速干燥系统，并分析验证了此种系统的优越性和实际应用的可行性。

关键词：卫生陶瓷坯体；干燥系统；原理；应用

1 概述

随着卫生陶瓷在日常生活中需求的快速增长，传统的坯体干燥方法已远远满足不了卫生陶瓷生产企业的需求，且占用场地大、周期长、耗能高、合格率低，严重影响了企业产品质量、产量的提高和经济效益的增长。卫生陶瓷坯体能否快速干燥是业界人士研究的重要方向，已得到卫生陶瓷生产厂家的广泛关注，成为卫生陶瓷制造企业可持续发展的关键。

2 卫生陶瓷坯体快速干燥系统的工作原理

该系统应用了陶瓷坯体从低温高湿逐步到高温低湿的干燥过程。采用热风循环系统的干燥方法，即每个干燥室干燥用过的热空气，被抽回到热风发生炉再加热循环使用，使得热量得到充分的利用。干燥室室体上设计有循环送风口、回风口、排气口、新风补给口以及温、湿度传感器安装口，每个室体还装有强制内部旋转循环的搅拌风机，以确保坯体干燥温、湿度的均匀。排气系统应用变频控制，既保证了工艺要求，又节约了运行成本。

3 卫生陶瓷坯体快速干燥系统的构成

3.1 干燥室室体

干燥室结构：室体采用压行彩钢板夹心结构，干燥室周围壁板及顶板的保温厚度为75mm或100mm，保温材料采用聚氨脂发泡结构，炉顶采用钢结构件加固，以确保风管等附属设备以及维修人员的承重。考虑到干燥室高温、高湿的环境，室体内部的钢结构全部采用镀锌工艺。室体设有工件入口通道，并装有内外都可启闭的门。门上装有观察窗，可用于观察炉内运行情况。

3.2 热风机及计算机房

热风机及计算机房约9m2左右，全套设备噪声不超过85 dB。

3.3 热风循环风管及排气风管

材质为镀锌钢板，厚度为1.2cm，外部风管为岩棉保湿层，厚度为50mm，保温层外包镀锌钢板，厚度为0.6cm。内部风管采用1.0cm不锈钢及镀锌钢板制作。风管采用法兰连接。

3.4 热风发生装置及电控柜

燃烧室采用钢板及保温材料制作而成，侧面有检修门并设有火焰观察室，燃烧室下部有助燃风机，控制阀门及配管。

（1） 最大热量： 30×104 kCal/h；

（2） 最大热风温度：200℃；

（3） 安全及控制设备：安全保护继电器；燃气，空气压力异常报警；燃气电磁阀；伺服马达；系统吹扫功能；热风炉超温报警；热风炉熄温报警；各个干燥室温、湿度超限报警；燃气泄漏报警。

4 系统使用的工艺流程及工艺优化

4.1 工艺流程图

系统使用的工艺流程图如图1所示。

4.2 工艺优化

（1） 干燥室室体上开有循环送风口、回风口、排气口、新风补给口以及温、湿度传感器安装口，每个室体还装有强制内部旋转循环的搅拌风机，能够确保坯体干燥温、湿度的均匀。

（2） 干燥室同时具备防干功能。只要将操作柜上的转换开关拨动后，即可实现干燥与防干的功能转换。

（3） 排气风机均采用风压变频控制，可根据干燥室使用的数量来决定排气量，以节约能源。

（4） 热风发生炉带比例控制装置，可以供一个或多个干燥室同时使用。

（5） 集中控制柜设有触摸屏，干燥时间及加湿时间可通过其任意设置。

（6）计算机和组态软件可以将系统运行时的热风炉的温度、伺服马达的开度、干燥室的温度、湿度，以及送风口、回风口、排风口、新风阀的开度作实时显示和存盘记录，可存储三个月的数据，以备随时查阅。各个报警记录时间都有详细的时间积累，可以对照历史曲线进行干燥过程的数据分析。

（7） 整个干燥过程全部使用自动智能控制，温度湿度不需要人为控制，避免因人为调控导致失误。

5 创新点

（1） 全自动、高效、降低劳动强度

整个干燥过程全部连续自动控制，可以节省大量人力，特别适应三班制生产的高压注浆工艺后的干燥工序。

（2） “补湿抽湿”，干燥效果好

每个干燥室干燥用过的热空气，被抽回到热风发生炉再加热循环使用，因此热量得到充分的利用，大大降低了能耗。

（3） 优化干燥过程，提高成品率

本系统采用了从低温高湿逐步到高温低湿的干燥过程。利用热风循环使用的干燥方法，且干燥室室体上开有循环送风口、回风口、排气口、新风补给口以及温、湿度传感器安装口，每个室体还装有强制内部旋转循环的搅拌风机，以确保坯体干燥温、湿度的均匀，提高坯体的成品率。

6 系统应用的优越性

（1） 干燥周期短。从最初成形的含湿率为23%左右降到生产出的坯体含湿率为1%，根据不同型号规格的坯体只需12～40h（40h为结构最复杂的坯体）。节省了成形十多天的产品堆放场地，干燥效率提高了数十倍，有效减少所需要的配套设备，大量降低生产成本。

（2） 自动化程度高。整个干燥过程全部使用自动智能控制，温度、湿度不需要人为控制，避免因人为调控导致失误。

（3） 干燥原理合理。根据陶瓷坯体自身的特点，本系统采用了从低温高湿逐步到高温低湿的干燥过程。

（4） 干燥合格率高。本系统一般的陶瓷坯体干燥合格率能达到98%左右。

（5） 灵活性大。可以根据场地和型号的不同分别采用小面积多品种或大面积少品种的干燥室。

（6） 适应范围广。不同型号品种的坯体可以单独设置温、湿度干燥曲线，且自动运行和控制。

（7） 设备配置合理。采用一台带比例控制的热风发生炉作为热源，可以供一个或多个干燥室同（下转第26页）时使用。

（8） 干燥能耗低。采用热风循环使用，每个干燥室干燥用过的热空气，被抽回到热风发生炉再加热循环使用，热量得到充分利用，大大降低了能耗。每个干燥坯体中1kg水只需0.004MJ左右的热量。

7 系统应用情况

自应用卫生陶瓷快速干燥系统以来，坯体干燥的速度大幅提高，坯体质量有明显的提升，以最近5万件坯体为对象进行技术统计，平均坯体的干燥时间为28h，坯体干燥合格率为98.4%，有效节省了大量的配套工具及使用场地。截止到目前，系统运行过程中未出现机器设备故障，经过计量检测中心的检测，系统各种仪表及测量工具读数准确，系统硬件性能稳定，可靠性高。

对卫生陶瓷快速干燥系统进行试运行，证明该系统已成熟可靠，该系统在卫生生产陶瓷行业的推广前景广阔。目前，卫生陶瓷企业虽然不缺资金、不缺场地、不缺员工，但始终解决不了卫生陶瓷生产周期长的难题，它是制约陶瓷生产企业发展最大的瓶颈。缩短生产周期，提高生产力已成为陶瓷生产企业做强做大的关键。

8 结论

卫生陶瓷快速干燥系统的应用不仅能够为陶瓷企业节约成本、减少浪费、增加效益。更重要的是，它是改善卫生陶瓷生产工艺的一种方法，是陶瓷坯体干燥技术的一次飞跃，对整个卫生陶瓷行业的意义较为深远。