陶瓷知識(shí)-微波干燥技術(shù)

干燥是陶瓷的生產(chǎn)工藝中非常重要的工序之一,陶瓷產(chǎn)品的質(zhì)量缺陷有很大部分是因干燥不當(dāng)而引起的。陶瓷工業(yè)的干燥經(jīng)歷了自然干燥、室式烘房干燥,到現(xiàn)在的各種熱源的連續(xù)式干燥器、遠(yuǎn)紅外干燥器、太陽(yáng)能干燥器和微波干燥技術(shù)。干燥技術(shù)的優(yōu)劣不但關(guān)系著陶瓷的產(chǎn)品質(zhì)量及成品率,而且影響陶瓷企業(yè)的整體能耗。據(jù)統(tǒng)計(jì),干燥過(guò)程中的能耗占工業(yè)總?cè)剂舷牡?5%,而在陶瓷行業(yè)中,用于干燥的能耗占燃料總消耗的比例遠(yuǎn)不止此數(shù),故干燥過(guò)程的節(jié)能是關(guān)系到企業(yè)節(jié)能的大事。干燥速度快、節(jié)能、優(yōu)質(zhì),無(wú)污染等是新世紀(jì)對(duì)陶瓷干燥技術(shù)的基本要求。

干燥技術(shù)分類(lèi)

按干燥過(guò)程是否可控分為自然干燥和人工干燥,由于人工干燥是人為控制干燥過(guò)程,所以又稱(chēng)為強(qiáng)制干燥。

按干燥方法不同進(jìn)行分類(lèi),可分為:

對(duì)流干燥,其特點(diǎn)是利用氣體作為干燥介質(zhì),以一定的速度吹拂坯體表面,使坯體得以干燥。

輻射干燥,其特點(diǎn)是利用紅外線、微波等電磁波的輻射能,照射被干燥的坯體使其得以干燥。

升溫,但需利用抽氣設(shè)備產(chǎn)生一定的負(fù)壓,因此系統(tǒng)需要密閉,難以連續(xù)生產(chǎn)。

聯(lián)合干燥,其特點(diǎn)是綜合利用兩種以上干燥方法發(fā)揮它們各自的特長(zhǎng),優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),往往可以得到更理想的干燥效果。

還有一些干燥方法,按干燥過(guò)程是否連續(xù)分為間歇式干燥器和連續(xù)式干燥器。連續(xù)式干燥器又可按干燥介質(zhì)與坯體的運(yùn)動(dòng)方向不同分為順流、逆流和混流:按干燥器的外形不同分為室式干燥器、隧道式干燥器等。

微波干燥技術(shù)

微波是指介于高頻與遠(yuǎn)紅外線之間的電磁波,波長(zhǎng)為o.001—1m,頻率為300-300000mhz。微波干燥是用微波照射濕坯體,電磁場(chǎng)方向和大小隨時(shí)間作周期性變化使坯體內(nèi)極性水分子隨著交變的高頻電場(chǎng)變化,使分子產(chǎn)生劇烈的轉(zhuǎn)動(dòng),發(fā)生摩擦轉(zhuǎn)化為熱能,達(dá)到坯體整體均勻升溫達(dá)到干燥的目的。微波的穿透能力比遠(yuǎn)紅外線大得多,而且頻率越小,微波的半功率深度越大。微波干燥的特點(diǎn):

(1)均勻快速,這是微波干燥的主要特點(diǎn)。由于微波具有較大的穿透能力,加熱時(shí)可使介質(zhì)內(nèi)部直接產(chǎn)生熱量。不管坯體的形狀如何復(fù)雜,加熱也是均勻快速的,這使得坯體脫水快,脫模均勻,變形小,不易產(chǎn)生裂紋。

(2)具有選擇性,微波加熱與物質(zhì)的本身性質(zhì)有關(guān)、在一定頻率的微波場(chǎng)中,水由于其介質(zhì)損耗比其它物料大,故水分比其它干物料的吸熱量大得多;同時(shí)由于微波加熱是表里同時(shí)進(jìn)行,內(nèi)部水份可以很快地被加熱并直接蒸發(fā)出來(lái),這樣陶瓷坯體可以在很短的時(shí)間內(nèi)經(jīng)加熱而脫模。

(3)熱效率高、反應(yīng)靈敏,由于熱量直接來(lái)自于干燥物料內(nèi)部,熱量在周?chē)橘|(zhì)中的損耗極少,加上微波加熱腔本身不吸熱,不吸收微波,全部發(fā)射作用于坯體,熱效率高。

微波加熱設(shè)備主要由直流電源、微波管、連接波導(dǎo)、加熱器及冷卻系統(tǒng)等幾個(gè)部分組成微波加熱器按照加熱物和微波場(chǎng)作用的形式可分為駐波場(chǎng)諧振加熱器、行波場(chǎng)波導(dǎo)加熱器、輻射型加熱器、慢波型加熱器等幾大類(lèi)。

微波加熱雖然有許多優(yōu)點(diǎn),但其固定投資和純生產(chǎn)費(fèi)用較其它加熱方法為高,特別是耗電較多,使生產(chǎn)成本增加;微波在大能量長(zhǎng)時(shí)間的照射下,對(duì)人體健康帶來(lái)不利影響,微波加熱是有選擇性的。因此單獨(dú)采用微波干燥或?qū)α鞲稍锒加兴鼈兊膬?yōu)劣之處。如果綜合兩者將會(huì)使兩種方法的優(yōu)點(diǎn)得到充分的發(fā)揮。即在快速干燥室內(nèi),增加微波發(fā)生器。在坯體的升溫階段,微波發(fā)生器以大功率運(yùn)行,在很短的時(shí)間內(nèi)使坯體溫度升高。然后逐漸減少微波功率,而熱風(fēng)干燥以大強(qiáng)度運(yùn)行,這樣總的加熱時(shí)間將減少50%,總能耗并沒(méi)有增加,而且坯體合格率高。而且,我們應(yīng)該盡可能使微波爐結(jié)構(gòu)設(shè)什合理,防輻射措施得當(dāng),可使微波輻射減至最小,對(duì)人體完全沒(méi)有影響。所以為了更好地發(fā)揮微波技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),除了采用混和加熱或混合干燥技術(shù)外,加強(qiáng)完善陶瓷材料與微波之間的作用機(jī)理的研究,加強(qiáng)陶瓷材料的介電性能、介質(zhì)消耗與微波頻率及溫度關(guān)系的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)試驗(yàn),及完善微波干燥的工藝及設(shè)備,使這一技術(shù)為陶瓷行業(yè)服務(wù)。