干压成型陶瓷砖坯体生产工艺的制作方法

本发明涉及一种瓷砖生产技术，尤其涉及一种干压成型陶瓷砖坯体生产工艺。

背景技术：

陶瓷砖为由粘土和其他无机非金属原料制造的用于覆盖墙面和地面的薄板制品，陶瓷砖是在室温下通过挤压或干压原料成型，其中挤压成型一般采用湿法制粉工艺，干压成型一般采用干法制粉工艺；

其中，湿法制粉工艺的原料磨粉设备采用间歇式或连续式湿法球磨研磨方法，研磨后料浆含水达35％左右，研磨后的料浆再经喷雾干燥塔干燥和造粒，造粒后粒料含水为5％～7％，而后粒料进入陈腐仓陈腐24～36小时，再进入压型机压制坯体；

干法制粉工艺的原料磨粉设备采用干法研磨设备(如立磨、雷蒙磨等)，粉磨后干粉通过团粒法造粒设备(盘式造粒机、高速机械搅拌造粒机)造粒，以水为粘结剂，使干法粉磨后的干粉团聚为含水在12％以下的粒料，粒料经烘干机烘干至水分在7％左右后，而后进入储料仓储料6～24小时，再进入压型机压制坯体；

由上述可知干压砖是将混合后的粉料置于模具中于一定压力下压制成型的，具有成形速度快、产量大、半成品强度高的特点，且干法制粉工艺比传统湿法制粉工艺的综合技能效果在67％以上，原料车间的操作工人可以减少50％甚至更多，原料车间的用地可以减少60％，废气排放减少80％以上，节水80％，节电50％，节省燃料80％，且不用球石、球衬、解水剂，因而可预见的未来将替代湿法制粉工艺被陶瓷行业广泛采用。

但是据研究，2017年全球瓷砖产量达到约144亿平方米，其中，中国为最大的瓷砖生产国(110亿平米)，目前中国除北京，天津，港澳台外，还有1,452家陶瓷企业和3,621条生产线，日瓷砖产能为4503.6万平方米，但是几乎百分之百采用传统湿法制粉工艺，每平米陶瓷砖需要约20kg的原料，因此全国陶瓷原料的处理量每年约2亿吨，而湿法工艺具有的成型时间长、速度慢等特点极大降低了生产效率。

同时，因国内原料配料多达十余种，使得传统的干法制粉工艺在生产中存在以下问题：

1)多种原料的难以均化，国外的原料只有2～3种，但国内的原料配料多达十余种，且原料成分极不稳定，对于配方的稳定性要求非常高；

2)多达十几种的原料在干法生产中的连续计量的准确性和配料的准确性难以保证；

3)缺乏系统工艺的研究，仅对干法制粉的造粒设备进行研究，没有对粉磨工艺、造粒工艺改变后的带来的除铁、除杂、压机喂料、压机磨具、压机制度、坯体干燥等系列环节进行研究；

4)机械搅拌高速造粒方法，粒料硬度不均匀，造成坯体压制后坯体密度不一致，特别是生产中瓷化程度比较高的地砖(瓷质砖、炻质砖)时，造成的后续缺陷更为明显，工优率与湿法生产降低幅度太大，造成整体成本不降反升；

5)悬浮态团粒法陶粒设备制备的粒料，粒料硬度均匀，但球形度差，流动性降低30％以上，存放后粉化严重，流动性进一步降低，严重影响压机产量。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种干压成型陶瓷砖坯体生产工艺，经采用干法制粉工艺造粒后的粒料内外水分均匀，节省了传统湿法造粒粒料需经陈腐来达到内外水分均匀的工序；同时通过进厂均化、干粉储存均化配合重量成分检测、反馈，解决了国内多种陶瓷原料均化难题，保证了后续生产环节原料的均衡稳定；且经采用交叉流造粒机实现双流体交叉流造核后又经多级造粒盘造粒，提高了干法造粒粒料的球形度和流动度，降低了后续压坯环节潜在的流动不畅带来的产量降低的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种干压成型陶瓷砖坯体生产工艺，包括以下步骤：

s1、进料堆存、均化

首先预筛陶瓷原料中杂质、破碎陶瓷原料中结块，然后经侧式堆料机在堆料区堆料，再通过侧式刮板取料机由堆料区取料、均化，并将陶瓷原料刮至胶带输送机上，胶带输送机将陶瓷原料传送至料仓顶端，并根据陶瓷原料的流动性将陶瓷原料卸入对应的料仓内部；

s2、配料

经设置于料仓底部的转运机构卸料至定量给料机，定量给料机将陶瓷原料转运至料磨传送带混合后输送至下一工序，并经设置于料磨传送带上的物料分析仪检测混合后的陶瓷原料成分，而后将检测的成分传输至中央控制器，中央控制器对比检测成分值和设定成分值之间的差值，并根据差值控制定量给料机的电机转速，电机转速调整完成后，定量给料机将称重信号经称重信号接收器反馈至中央控制器直至检测成分值等于设定成分值；

s3、粉磨

经料磨传送带将配混完毕的陶瓷原料传输至料斗提升机，料斗提升机将陶瓷原料经进料口提升至组合式选粉机内部，并经设置于进料口处的热风口对陶瓷原料进行烘干，经组合式选粉机烘干后的粗粒径陶瓷原料落入辊压机内研磨成干粉，然后经料斗提升机再次提升至组合式选粉机内部，直至陶瓷原料的粒径达到组合式选粉机的设定值，然后将陶瓷原料由组合式选粉机抽至袋式收尘器，再落至螺旋输送机内，由螺旋输送机将陶瓷原料输送至下一工序；

s4、干粉储存均化

由空气输送斜槽接收螺旋输送机传送的陶瓷原料，并经设置于空气输送斜槽出料口处的电动节流阀控制陶瓷原料循环向四个均化库内进料，且经电动节流阀控制四个均化库的进料时间相同，在陶瓷原料进入均化库后，经在同一时间依次开启平均分布于均化库底部的五个充气区中三十个充气点中的三个充气点进行均化，均化完毕后经设置于每个充气区底部的卸料电磁阀在同一时间开启卸料，且在一个充气周期内控制每个卸料电磁阀的开启时间依次减小，再经空气输送斜槽将卸出的陶瓷原料输送至下一工序；

s5、除杂、除铁

陶瓷原料依次经强磁棒式除铁器和中频负压布料筛进行除杂、除铁，而后进入下一工序；

s6、造粒

依次经料斗提升机、干粉加速管将陶瓷原料输送至交叉流造粒机内部形成母核，而后落入造粒盘上滚圆造粒，再经流化烘干机烘干后进入破碎筛分复合机筛分、破碎后进入下一工序；

s7、料粒储存

陶瓷原料依次经储料料仓、设置于储料料仓底端的悬挂式震动卸料锥落至定量给料机上，而后再次经破碎筛分复合机筛分、破碎后进入下一工序；

s8、料粒压制成坯体

陶瓷原料进入压机模具中压制成坯体后进入下一工序；

s9、坯体干燥

坯体经宽体式干燥机烘干。

优选的，步骤s1中通过波辊筛预筛陶瓷原料中杂质，通过锺式破碎机破碎陶瓷原料中结块。

优选的，步骤s2中陶瓷原料包括膏体状陶瓷原料、粉体的流动性ff值小于2的一类陶瓷原料、粉体的流动性ff值大于等于2且小于4的二类陶瓷原料、粉体的流动性ff值大于等于4且小于10的三类陶瓷原料和粉体的流动性ff值大于等于10的四类陶瓷原料，料仓对应包括第一料仓、第二料仓、第三料仓、第四料仓和第五料仓。

优选的，步骤s2中所述转运机构包括布置于所述第一料仓出料口的双轴螺旋给料机、布置于所述第二料仓出料口的板式喂料机、布置于所述第三料仓出料口的第一棒条阀、布置于所述第四料仓出料口的活化锥和布置于所述第五料仓出料口的第二棒条阀。

优选的，步骤s3中所述组合式选粉机包括沿由上到下依次设置的斗笠型静态选粉机和动态选粉机，所述斗笠型静态选粉机的出料口与所述动态选粉机的进料口相通，所述动态选粉机的出料口与所述辊压机的入料口相通。

优选的，步骤s4中三十个充气点的启闭分别由三十个充气卸料电磁阀控制。

优选的，步骤s5中在陶瓷原料进入强磁棒式除铁器之前还依次经粉料料斗、活化卸料锥、回转卸料器进入密闭式定量给料机计量。

优选的，步骤s6中所述交叉流造粒机的进料口下方交叉设置有两个喷枪，造粒盘包括由上到下依次设置的一级造粒盘、二级造粒盘和三级造粒盘。

优选的，步骤s8中所述压机模具的布料板为人字形。

因此，本发明具有以下优点：

1、经采用干法制粉工艺造粒后的粒料内外水分均匀，节省了传统湿法造粒粒料需经陈腐来达到内外水分均匀的工序，可不经陈腐直接压坯的新工艺，节省了大量的陈腐仓，减少了系统投资；

2、通过进厂均化、干粉储存均化配合重量成分检测、反馈，解决了国内多种陶瓷原料均化难题，保证了后续生产环节原料的均衡稳定；

3、经采用交叉流造粒机实现双流体交叉流造核后又经多级造粒盘造粒，提高了干法造粒粒料的球形度和流动度，降低了后续压坯环节潜在的流动不畅带来的产量降低的问题；

4、原料车间的操作工人可以减少50％甚至更多，原料车间的用地可以减少60％，废气排放减少80％以上，节水80％，节电50％，节省燃料80％。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的实施例一种干压成型陶瓷砖坯体生产工艺的流程图；

图2为本发明的实施例一种干压成型陶瓷砖坯体生产工艺的s1的流程布置图；

图3为本发明的实施例一种干压成型陶瓷砖坯体生产工艺的s2的流程布置图；

图4为本发明的实施例一种干压成型陶瓷砖坯体生产工艺的s3的流程布置图；

图5为本发明的实施例一种干压成型陶瓷砖坯体生产工艺的s4的流程布置图；

图6为本发明的实施例一种干压成型陶瓷砖坯体生产工艺的s5的流程布置图；

图7为本发明的实施例一种干压成型陶瓷砖坯体生产工艺的s6的流程布置图；

图8为本发明的实施例一种干压成型陶瓷砖坯体生产工艺的s7的流程布置图；

图9为本发明的实施例一种干压成型陶瓷砖坯体生产工艺的s8的流程布置图；

图10为本发明的实施例一种干压成型陶瓷砖坯体生产工艺的s9的流程布置图。

附图标记：1、波辊筛；2、锺式破碎机；3、胶带输送机；4、侧式堆料机；5、侧式刮板取料机；6、第一料仓；7、第二料仓；8、第三料仓；9、第四料仓；10、第五料仓；11、卸料小车；12、定量给料机；13、料斗提升机；14、斗笠型静态选粉机；15、动态选粉机；16、辊压机；17、袋式收尘器；18、螺旋输送机；19、均化库；20、电动节流阀；21、空气输送斜槽；22、充气区；23、卸料电磁阀；24、强磁棒式除铁器；25、中频负压布料筛；26、干粉加速管；27、交叉流造粒机；28、造粒盘；29、流化烘干机；30、破碎筛分复合机；31、储料料仓；32、悬挂式震动卸料锥；33、压机；34、宽体式干燥机。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围并不限于本实施例。

图1为本发明的实施例一种干压成型陶瓷砖坯体生产工艺的流程图，图2为本发明的实施例一种干压成型陶瓷砖坯体生产工艺的s1的流程布置图，图3为本发明的实施例一种干压成型陶瓷砖坯体生产工艺的s2的流程布置图，图4为本发明的实施例一种干压成型陶瓷砖坯体生产工艺的s3的流程布置图，图5为本发明的实施例一种干压成型陶瓷砖坯体生产工艺的s4的流程布置图，图6为本发明的实施例一种干压成型陶瓷砖坯体生产工艺的s5的流程布置图，图7为本发明的实施例一种干压成型陶瓷砖坯体生产工艺的s6的流程布置图，图8为本发明的实施例一种干压成型陶瓷砖坯体生产工艺的s7的流程布置图，图9为本发明的实施例一种干压成型陶瓷砖坯体生产工艺的s8的流程布置图，图10为本发明的实施例一种干压成型陶瓷砖坯体生产工艺的s9的流程布置图，如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9和图10所示，本发明的工艺，包括以下步骤：

s1、进料堆存、均化

首先预筛陶瓷原料中杂质、破碎陶瓷原料中结块，然后经侧式堆料机在堆料区堆料，再通过侧式刮板取料机由堆料区取料、均化，并将陶瓷原料刮至胶带输送机上，胶带输送机将陶瓷原料传送至料仓顶端，并根据陶瓷原料的流动性将陶瓷原料卸入对应的料仓内部；

步骤s1中通过波辊筛预筛陶瓷原料中杂质，通过锺式破碎机破碎陶瓷原料中结块，经对应料仓进料口设置于胶带输送机上的卸料小车将陶瓷原料卸入对应料仓内，节省了大量劳动力；

步骤s1经控制侧式堆料机的旋转臂转动堆料，而后再经侧式刮板取料机刮料，在堆取料的过程中实现陶瓷原料的进厂翻转初步均化。

s2、配料

经设置于料仓底部的转运机构卸料至定量给料机，定量给料机将陶瓷原料转运至料磨传送带混合后输送至下一工序，并经设置于料磨传送带上的物料分析仪检测混合后的陶瓷原料成分，而后将检测的成分传输至中央控制器，中央控制器对比检测成分值和设定成分值之间的差值，并根据差值控制定量给料机的电机转速，电机转速调整完成后，定量给料机将称重信号经称重信号接收器反馈至中央控制器直至检测成分值等于设定成分值，相比于传统的滞后模式的调节控制(控制方式为：磨尾取料-样品输送-制样-人工化学分析-控制调整配料秤，此种分析方式严重滞后，一般情况下滞后6～24小时)，本申请所述物料分析仪可在线在1～5分钟内检测出入磨混合料的化学成分(如cao、sio2、al2o3、fe2o3、mgo、nao、k2o、so3等)，进而经中央控制器实时调节各原料下料配比，使得出磨陶瓷原料的sio2、al2o3、nao、k2o基本接近设定值，保证了干法制粉原料配料的精准；

步骤s2中陶瓷原料包括膏体状陶瓷原料、粉体的流动性ff值小于2的一类陶瓷原料、粉体的流动性ff值大于等于2且小于4的二类陶瓷原料、粉体的流动性ff值大于等于4且小于10的三类陶瓷原料和粉体的流动性ff值大于等于10的四类陶瓷原料，料仓对应包括第一料仓、第二料仓、第三料仓、第四料仓和第五料仓；步骤s2中所述转运机构包括布置于所述第一料仓出料口的双轴螺旋给料机、布置于所述第二料仓出料口的板式喂料机、布置于所述第三料仓出料口的第一棒条阀、布置于所述第四料仓出料口的活化锥和布置于所述第五料仓出料口的第二棒条阀；

因国内干压陶瓷砖原料种类大体分类为：具有可塑性的粘土类原料、具有非可塑性的石英类(瘠性原料)和熔剂原料，其中，粘土中的主要矿物有高岭石类、蒙脱石类、伊利石(水云母)类和少部分的水铝英石，且粘土矿物在陶瓷原料配料中比例最大；石英类原料主要有脉石英、砂岩、石英岩、石英砂；熔剂原料主要有长石，方解石，滑石；由于粘土类原料作为塑性原料，其在储仓内受料压后会产生一定的固结强度，固结后流动性变差，在仓出口处会产生卸料不畅、断续下料、卸料不均匀，进而无法保证连续配料的准确性，本申请根据流动函数针对不同流动性的陶瓷原料设置不同的料仓；

具体的，膏体状陶瓷原料有陶瓷砖抛光环节产生的抛光泥、高水分黑泥等膏体状物料，对应的第一料仓的仓壁为90°垂直设置，且出料口与双轴螺旋给料机的进料口一致，可防止仓内架桥，同时双轴螺旋给料机由液压动力包驱动，在对定量给料机给料时，可以提供恒定的扭矩，相比于传统的采用电机驱动具有的缺陷(扭矩呈波浪状变化，一旦物料的特性发生变化，提高扭矩必须需要通过提高转速来实现，而且电机驱动时仅仅在一个转速情况下才可以达到接近同样功率的液压马达的扭矩，一旦超过这个转速时，扭矩迅速下降，很有可能导致电机超流，电机跳停)，采用液压驱动可物料特性变化时提供恒定的扭矩，运行更为稳定、可靠；粉体的流动性ff值小于2的一类陶瓷原料对应的第二料仓仓体呈圆柱形，仓口设置为阶梯状；粉体的流动性ff值大于等于2且小于4的二类陶瓷原料对应的第三料仓的仓口长度与仓体直径相同，仓壁呈90°，仓口为漏斗型，且仓口与仓壁之间≥75°，粉体的流动性ff值大于等于4且小于10的三类陶瓷原料对应的第四料仓仓口处设置有活化卸料锥；粉体的流动性ff值大于等于10的四类陶瓷原料对应的第五料仓仓底为锥形结构，可防止物料在流动过程中架桥，且锥形结构底部设有悬挂式震动卸料锥，可保证给料连续；且通过在所述第三料仓、所述第四料仓和所述第五料仓的出料口布置链板输送机，具有刚性强，可承受仓内较大的料压等优点，同时其表面为链板，可将仓内物料带出料仓，克服了皮带机计量时托辊强度不够，带料时皮带打滑的问题；

s3、粉磨

经料磨传送带将配混完毕的陶瓷原料传输至料斗提升机，料斗提升机将陶瓷原料经进料口提升至组合式选粉机内部，并经设置于进料口处的热风口对陶瓷原料进行烘干，经组合式选粉机烘干后的粗粒径陶瓷原料落入辊压机内研磨成干粉，然后经料斗提升机再次提升至组合式选粉机内部，直至陶瓷原料的粒径达到组合式选粉机的设定值，然后将陶瓷原料由组合式选粉机抽至袋式收尘器，再落至螺旋输送机内，由螺旋输送机将陶瓷原料输送至下一工序；

步骤s3中所述组合式选粉机包括沿由上到下依次设置的斗笠型静态选粉机和动态选粉机，所述斗笠型静态选粉机的出料口与所述动态选粉机的进料口相通，所述动态选粉机的出料口与所述辊压机的入料口相通；

具有以下优点：

利用提升机来提升物料，与传统利用气流提升物料的立磨相比，通风阻力更小，风机电耗更低；

采用的组合式选粉机在进料口位置附近设有热风进口，可及时对高湿的物料进行烘干，解决了物料粘结的问题，同时斗笠型静态选粉机的锥部下侧强磁板式除铁器，可去除烘干后的物料中的磁性铁(单质铁、四氧化三铁)进而保护辊压机辊面不受损坏。

s4、干粉储存均化

由空气输送斜槽接收螺旋输送机传送的陶瓷原料，并经设置于空气输送斜槽出料口处的电动节流阀控制陶瓷原料循环向四个均化库内进料，且经电动节流阀控制四个均化库的进料时间相同，在陶瓷原料进入均化库后，经在同一时间依次开启平均分布于均化库底部的五个充气区中三十个充气点中的三个充气点进行均化，均化完毕后经设置于每个充气区底部的卸料电磁阀在同一时间开启卸料，且在一个充气周期内控制每个卸料电磁阀的开启时间依次减小，再经空气输送斜槽将卸出的陶瓷原料输送至下一工序；

步骤s4中三十个充气点的启闭分别由三十个充气卸料电磁阀控制；

通过上述控制实现了干粉层的切割，且设置于均化库底部的充气区还可将库内较低位置的干粉进行有效的混合；同时经控制卸料电磁阀的开启时间依次减小，使得干粉粉存留时间的不同，改善了均化库进入了5个充气区的干粉分布，存留时间的不同，造成在任何假定的时间内进入均化库的料层，会由于干粉向库下运动而被打破，任何假定的料层都将被大量的、不同化学成分的干粉混合，因此干粉粉化学成分的无规律变化被大大减弱了，得到是均衡稳定的干粉。

s5、除杂、除铁

陶瓷原料依次经强磁棒式除铁器和中频负压布料筛进行除杂、除铁，而后进入下一工序；

步骤s5中在陶瓷原料进入强磁棒式除铁器之前还依次经粉料料斗、活化卸料锥、回转卸料器进入密闭式定量给料机计量。

s6、造粒

依次经料斗提升机、干粉加速管将陶瓷原料输送至交叉流造粒机内部形成母核，而后落入造粒盘上滚圆造粒，再经流化烘干机烘干后进入破碎筛分复合机筛分、破碎后进入下一工序；

步骤s6中所述交叉流造粒机的进料口下方交叉设置有两个喷枪，造粒盘包括由上到下依次设置的一级造粒盘、二级造粒盘和三级造粒盘；

采用上述交叉流造粒机具有以下优点：

1、经干粉加速管对粉料进行加速运动，加速运动后的干粉与设置于造粒机顶部的三层分散器碰撞减速后分散，使得干粉能均匀分布在造粒机半球形的上壳体内；

2、经在交叉流造粒机的进料口下方交叉设置有两个喷枪，且喷枪喷头向上，可使得喷出的雾化水或者粒助剂的溶液与从上方洒落的干粉呈现交叉碰撞流动，形成母核；

3、造粒机下方采用三级造粒盘，对下坠至造粒盘的粒料进行滚圆、强化，增加了粒料的球形度和强度。

s7、料粒储存

陶瓷原料依次经储料料仓、设置于储料料仓底端的悬挂式震动卸料锥落至定量给料机上，而后再次经破碎筛分复合机筛分、破碎后进入下一工序；

上述储料料仓具有以下优点：

1、储料料仓的直径较大、高度较低，且设置为双出口，减小了仓压，可缓解粒料在仓压下结块的问题；

2、双出口处各设有振动活化下料锥，解决了粒料流动性相对较差，卸料不畅和断续的问题。

针对团粒法粒料易形成粉团的特点，开发了一种适合干压陶瓷砖原料造粒后的粒料经储存后进入压机前的筛分、破碎工艺，在满足压机对粒料均匀性的要求同时，大大减少粉团的回料量，降低生产成本

s8、料粒压制成坯体

陶瓷原料进入压机模具中压制成坯体后进入下一工序；

步骤s8中所述压机模具的布料板为人字形，可避免挂料现象。

s9、坯体干燥

坯体经宽体式干燥机烘干。

因上述涉及到的设备只为实现上述功能，其结构和控制原理可有多种形式，且并不为本申请的发明点，故在此不做赘述。

因此，本发明根据上述干压成型陶瓷砖坯体生产工艺，经采用干法制粉工艺造粒后的粒料内外水分均匀，节省了传统湿法造粒粒料需经陈腐来达到内外水分均匀的工序；同时通过进厂均化、干粉储存均化配合重量成分检测、反馈，解决了国内多种陶瓷原料均化难题，保证了后续生产环节原料的均衡稳定；且经采用交叉流造粒机实现双流体交叉流造核后又经多级造粒盘造粒，提高了干法造粒粒料的球形度和流动度，降低了后续压坯环节潜在的流动不畅带来的产量降低的问题。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。