一、陶瓷制造专属:冷水机的 4 大核心功能特性
陶瓷制造(建筑陶瓷、日用陶瓷、工业陶瓷)对温度控制、冷却速率要求严苛,温度波动会导致陶瓷坯体开裂(成品率下降)、釉面色泽不均(影响外观品质),直接影响陶瓷制品的强度与使用性能。专用陶瓷制造冷水机通过高温耐受、梯度控温设计,满足 GB/T 4100-2015、GB/T 3074.1-2021 等行业标准要求,保障陶瓷制品品质一致性。
1. 陶瓷窑炉急冷段控温
针对陶瓷窑炉(辊道窑、隧道窑)的烧成工序,陶瓷需在 1200-1350℃下烧结后,通过急冷段快速降温至 800℃以下(避免釉面析晶),再缓慢冷却至室温,冷却不均会导致陶瓷内部应力集中(开裂率超 10%)。冷水机采用 “窑炉急冷段双介质冷却系统”:通过嵌入窑炉壁的不锈钢冷却管(通入工业冷却水)将窑内温度从 1300℃降至 800℃(降温速率 50℃/min),同时配合冷风幕辅助降温,将冷却管水温稳定控制在 35±2℃。例如在仿古砖烧制中,稳定的急冷控温可使陶瓷釉面光泽度达 85° 以上(国标≥75°),吸水率≤0.5%(符合全瓷砖标准),开裂率控制在 1% 以内,避免因冷却过快导致的砖体翘曲、釉面剥落问题。
2. 陶瓷釉料制备恒温冷却
陶瓷釉料(透明釉、颜色釉)制备需在 60-80℃下球磨混合(提升釉料均匀度),球磨后需冷却至 25±2℃(防止釉料团聚、分层),冷却过快会导致釉料颗粒细化不足(影响施釉效果),过慢则延长生产周期(传统自然冷却需 3 小时)。冷水机采用 “釉料球磨机夹套冷却系统”:通过球磨机外夹套通入冷却水,将釉料温度从 70℃冷却至 25±1℃,冷却时间缩短至 1 小时,同时配备 “球磨转速联动” 功能 —— 当球磨转速从 300r/min 提升至 400r/min 时,自动加大冷却流量(从 1.5m³/h 增至 2.0m³/h),抵消摩擦产热。例如在青花瓷颜色釉制备中,恒温冷却可使釉料粒径分布 D50 偏差≤0.2μm,施釉后釉面厚度均匀(偏差≤0.1mm),烧成后青花发色浓艳、无晕散,符合《日用陶瓷釉料》(QB/T 4029-2010)要求。
3. 陶瓷坯体定型冷却
陶瓷坯体(注浆坯、压制成型坯)成型后需缓慢冷却至 30℃以下定型,冷却过快会导致坯体内部水分蒸发不均(产生裂纹),过慢则影响生产效率(传统冷却需 4 小时 / 批次)。冷水机采用 “坯体冷却室梯度控温系统”:第一阶段通过冷却风机将坯体温度从 60℃降至 40℃(降温速率 2℃/min),第二阶段通过冷却盘管降至 30℃(降温速率 1℃/min),总冷却时间缩短至 1.5 小时 / 批次。例如在卫生陶瓷注浆坯定型中,梯度冷却可使坯体含水率稳定在 8%-10%(适合施釉),坯体强度达 1.5MPa(避免搬运破损),成型合格率提升至 98% 以上,避免因冷却不均导致的坯体烧制时开裂。
4. 耐高温粉尘与防结垢设计
陶瓷制造环境含大量陶瓷粉尘、釉料颗粒,冷水机接触高温部件采用 2520 不锈钢(耐温≤1100℃,耐粉尘磨损),管路接口采用陶瓷密封环(耐磨损、耐高温,使用寿命≥5 年);同时配备 “粉尘过滤模块”,可过滤冷却水中的陶瓷粉尘(粒径≥0.1mm),防止管路堵塞;针对釉料制备的防结垢需求,冷却介质(工业乙二醇溶液,浓度 40%-50%)添加专用阻垢剂(阻垢率≥95%),避免釉料颗粒在冷却管内结垢,影响换热效率。
二、陶瓷制造冷水机规范使用:5 步操作流程
陶瓷制造对产品强度、釉面品质要求极高,冷水机操作需兼顾高温适配与精度控制,以陶瓷专用水冷式冷水机为例:
1. 开机前系统与陶瓷类型适配检查
• 系统检查:确认冷却介质(工业乙二醇溶液,浓度 40%-50%)液位达到水箱刻度线的 90%,检测水泵出口压力(窑炉急冷段 0.6-0.8MPa,釉料制备 0.4-0.5MPa),查看窑炉冷却管、球磨机夹套接口密封状态(无渗漏);清理粉尘过滤器,检测冷却介质阻垢剂浓度(≥0.5%);
• 类型适配:根据陶瓷类型设定基础参数(仿古砖窑炉急冷速率 50℃/min,青花瓷釉料冷却目标 25℃,卫生陶瓷坯体冷却速率 2℃/min),安装温度传感器(窑炉传感器嵌入急冷段,釉料传感器深入球磨机),校准传感器精度(误差≤0.3℃)。
1. 分工序参数精准设定
根据陶瓷制造不同工序需求,调整关键参数:
• 窑炉急冷:冷却管水温 35±2℃,水流速度 2.5-3.0m³/h,开启 “双介质冷却” 模式,窑内温度从 1300℃降至 800℃的时间控制在 10 分钟内;
• 釉料制备:球磨机夹套水温 25±1℃,水流速度 1.5-2.0m³/h,开启 “转速联动” 模式,转速每提升 50r/min,冷却流量增加 0.2m³/h;
• 坯体定型:冷却室第一阶段水温 30℃(对应坯体 40℃)、第二阶段水温 20℃(对应坯体 30℃),水流速度 1.0-1.5m³/h,开启 “梯度冷却” 模式,坯体温度偏差报警阈值 ±2℃;
• 设定后开启 “权限分级” 功能,仅持陶瓷制造资质人员可调整参数,操作记录自动上传至陶瓷生产管理系统(MES)。
1. 运行中动态监测与调整
通过冷水机 “陶瓷制造监控平台”,实时查看窑炉温度、釉料温度、坯体含水率等数据,每 20 分钟记录 1 次(形成产品质量台账)。若出现 “陶瓷釉面光泽度不足”(多因窑炉急冷温度波动),需微调冷却管水温 ±1℃,小批量试烧(10 片仿古砖)检测釉面品质;若釉料出现团聚(多因冷却温度偏高),需降低夹套水温 2℃,同时检测釉料球磨时间(确保≥4 小时);若坯体出现裂纹(多因冷却速率过快),需降低第一阶段降温速率至 1.5℃/min,重新测试坯体含水率。
2. 换产与停机维护
当生产线更换陶瓷类型(如从仿古砖换为卫生陶瓷)或釉料配方时,需按以下流程操作:
• 换产前:降低冷水机负荷,关闭对应工序冷却回路,排空窑炉冷却管、球磨机夹套残留介质,清理管路内的陶瓷粉尘、釉料残渣;根据新工序重新设定温度与流量参数(如卫生陶瓷坯体冷却速率降至 1.5℃/min);
• 换产后:小批量试生产(20 片仿古砖、10 件卫生陶瓷坯体、50kg 釉料),检测产品强度、釉面品质、坯体合格率,确认无问题后恢复满负荷运行;
• 日常停机维护(每日生产结束后):关闭冷水机,清理设备表面陶瓷粉尘(用高压气枪吹扫),更换粉尘过滤器滤芯;检测冷却介质阻垢剂浓度(不足时补充),检查 2520 不锈钢部件是否有磨损。
1. 特殊情况应急处理
• 冷却介质泄漏(窑炉急冷中):立即停机,关闭窑炉加热系统与冷却回路阀门,用耐高温抹布清理泄漏区域(避免介质接触高温窑体),更换损坏的管路或密封件后,补充冷却介质并排气;已烧制的陶瓷需重新检测强度与釉面品质,不合格产品全部报废;
• 突然停电(釉料制备中):迅速关闭冷水机总电源,断开与球磨机的连接,停止釉料球磨(防止釉料过热团聚);恢复供电后,先启动冷却系统,待水温稳定至 25℃后,重新启动球磨机,对停电前制备的釉料进行粒径检测,合格后方可使用;
• 窑炉急冷段超温(温度骤升 15℃):立即降低窑炉传动速度(减少陶瓷进料),启动冷水机 “应急冷却” 模式(冷却管水流速度提升至 3.5m³/h),同时加大冷风幕风量;待窑内温度恢复至正常范围后,检查冷却管是否堵塞(用压缩空气吹扫),排除故障前禁止继续烧制,已超温处理的陶瓷需全部检测。
三、陶瓷制造冷水机维护与选型要点
• 日常维护:每日清洁设备表面与粉尘过滤器,检测冷却介质液位、阻垢剂浓度;每 2 小时记录窑炉温度、釉料粒径数据;每周用柠檬酸溶液(浓度 3%)清洗冷却管路(去除釉料结垢);每月校准温度传感器(溯源至国家计量标准),对水泵轴承添加高温润滑油;每季度对压缩机进行维护,清理换热器表面粉尘;每年对高温管路(2520 不锈钢)进行壁厚检测,评估磨损程度;
• 选型建议:窑炉急冷选 “双介质冷却冷水机”(制冷量 80-120kW,适配 1-2 条辊道窑),釉料制备选 “恒温夹套冷水机”(控温 ±1℃),坯体定型选 “梯度冷却冷水机”(支持多阶段控温);大型陶瓷工厂建议选 “集中供冷系统”(总制冷量 200-300kW,支持 3-5 条生产线并联);选型时需根据陶瓷产能与工序热负荷匹配(如日产 5 万㎡仿古砖需配套 150-200kW 冷水机,日产 1000 件卫生陶瓷需配套 80-100kW 冷水机),确保满足陶瓷制造高安全、高精度需求,保障陶瓷制品品质与使用寿命。
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