陶瓷坯體遠紅外干燥與微波干燥的技術

1遠紅外干燥技術

紅外輻射干燥技術越來越受到各行各業(yè)人們的重視，在食品干燥、煙草、木材、中草藥、紙板、汽車、自行車、金屬體烤漆等方面發(fā)揮很大作用。此外，遠紅外干燥也被應用于陶瓷干燥中。大部分物體吸收紅外線的波長范圍都在遠紅外區(qū)，水和陶瓷坯體在遠紅外區(qū)也有強的吸收峰，能夠強烈地吸收遠紅外線，產(chǎn)生激烈的共振現(xiàn)象，使坯體迅速變熱而使之干燥。且遠紅外對被照物體的穿透深度比近、中紅外深。因此采用遠紅外干燥陶瓷更合理。遠紅外干燥比一般的熱風、電熱等加熱方法具有高效快干、節(jié)約能源、節(jié)省時間、使用方便、干燥均勻、占地面積小等優(yōu)點，從而達到了高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低消耗的優(yōu)良效果。

據(jù)陶瓷廠生產(chǎn)實踐證明，采用遠紅外干燥比近紅外線干燥時間可縮短一半，是熱風干燥的1/10，成坯率達90％以上，比近紅外干燥節(jié)電20～60％。鄭州瓷廠對10寸平盤進行遠紅外干燥技術實施，結果證明，生產(chǎn)周期提高一倍，通常干燥時間為2.5～3小時，縮短為1小時，成本低、投資小、見效快、衛(wèi)生條件好、占地面積小。遠紅外材料的研究近年來很活躍，而且取得了很大進展。

2微波干燥技術

微波是指介于高頻與遠紅外線之間的電磁波，波長為0.001-1m，頻率為300-300000MHz。微波干燥是用微波照射濕坯體，電磁場方向和大小隨時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變化，使分子產(chǎn)生劇烈的轉(zhuǎn)動，發(fā)生摩擦轉(zhuǎn)化為熱能，達到坯體整體均勻升溫、干燥的目的。微波的穿透能力比遠紅外線大得多，而且頻率越小，微波的半功率深度越大。

3微波干燥的特點

（1）均勻快速，這是微波干燥的主要特點。由于微波具有較大的穿透能力，加熱時可使介質(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、在一定頻率的微波場中，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；同時由于微波加熱是表里同時進行，內(nèi)部水份可以很快地被加熱并直接蒸發(fā)出來，這樣陶瓷坯體可以在很短的時間內(nèi)經(jīng)加熱而脫模。

（3）熱效率高、反應靈敏，由于熱量直接來自于干燥物料內(nèi)部，熱量在周圍介質(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。

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

4微波干燥在日用陶瓷中應用

湖南國光瓷業(yè)集團股份有限公司，根據(jù)日用陶瓷的工藝特點，設計了一條日用陶瓷快速脫水干燥線用于生產(chǎn)中，實踐證明，與傳統(tǒng)鏈式干燥線相比，成坯率提高10％以上，脫石膏模時間從35～45分鐘縮短到5～8分鐘，使用模具數(shù)量由400～500件下降致100～120件，微波干燥線所占地面積小，生產(chǎn)無污染。其效率式鏈式干燥的6.5倍，除了可大量節(jié)約石膏模具外，與二次快速干燥線配合使用，對于10.5寸平盤總干燥成本可下降350元/萬件。

5微波干燥在電瓷中的應用

遼寧撫順石油化工公司，李春原對電瓷干燥工藝采用微波加熱干燥技術、重量鑒讀控制技術、紅外測溫鑒讀控制技術，對復雜形狀的電瓷進行干燥，與常規(guī)蒸汽干燥方法相比較，可提高生產(chǎn)率24～30倍，提高成品率15％～35％，相同產(chǎn)量占地面積僅是現(xiàn)有工藝的二十分之一左右，可大幅度地提高經(jīng)濟效益。這對建筑衛(wèi)生陶瓷、墻地磚等一些異型產(chǎn)品的干燥可提供借鑒。

多孔陶瓷的干燥多孔陶瓷由于具有機械強度高、易于再生、化學穩(wěn)定性好、耐熱性好、孔道分布均勻等優(yōu)點，具有廣闊的應用前景，并被廣泛應用于化工。環(huán)保、能源、冶金、電子、石油、冶煉、紡織、制藥、食品機械、水泥等領域。作為吸聲材料敏感元件和人工骨、齒根等材料也越來越受到人們的重視。由于多孔材料成型時含水分較多，孔隙多，且坯體內(nèi)孔壁特別薄，用傳統(tǒng)的方法因加熱不均勻，極難干燥，加之這些多孔材料導熱系數(shù)差，其干燥過程要求特別嚴格，特別是用于環(huán)保汽車等方面的蜂窩陶瓷，干燥過程控制不好，易變形，影響孔隙率及比表面積。微波干燥技術已成功地應用于多孔陶瓷的干燥，其能很容易地把坯體的水分從18％～25％降低到3％以下，降水率達到0.7～1.5kg，大大縮短干燥時間、提高成品率。我們亦把微波干燥應用于劈開磚的溫坯干燥，效果亦非常明顯。

6展望

微波加熱雖然有許多優(yōu)點，但其固定投資和純生產(chǎn)費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；微波在大能量長時間的照射下，對人體健康帶來不利影響，微波加熱是有選擇性的。因此單獨采用微波干燥或?qū)α鞲稍锒加兴鼈兊膬?yōu)劣之處。如果綜合兩者將會使兩種方法的優(yōu)點得到充分的發(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)生器以最大功率運行，在很短的時間內(nèi)使坯體溫度升高。然后逐漸減少微波功率，而熱風干燥以最大強度運行，這樣總的加熱時間將減少50％，總能耗并沒有增加，而且坯體合格率高。而且，我們應該盡可能使微波爐結構設什合理，防輻射措施得當，可使微波輻射減至最小，對人體完全沒有影響。所以為了更好地發(fā)揮微波技術的優(yōu)點，除了采用混和加熱或混合干燥技術外，加強完善陶瓷材料與微波之間的作用機理的研究，加強陶瓷材料的介電性能、介質(zhì)消耗與微波頻率及溫度關系的基礎數(shù)據(jù)試驗，及完善微波干燥的工藝及設備，使這一技術委陶瓷行業(yè)服務。

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