專利名稱：：陶瓷成形體的干燥方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種具有較為凹凸的第1表面和凹凸程度比第1表面小的第2表面的陶瓷成形體，例如在懸垂瓷管和絕緣瓷瓶的制造階段所得到的陶瓷成形體的干燥方法及裝置。為了迅速地干燥像平板這樣簡(jiǎn)單形狀的陶瓷成形體，過(guò)去一直采用紅外線加熱器。但是在干燥像那種懸垂絕緣瓶或瓷管的陶瓷成形體，即其一側(cè)有又厚又大的凹凸體的復(fù)雜表面，而另一側(cè)是比上述復(fù)雜表面凹凸程度較小的簡(jiǎn)單表面的陶瓷成形體的情況下，紅外線加熱器就不適用。其理由是陶瓷成形體的的復(fù)雜表面?zhèn)纫蛎繂挝惑w積的表面積較大而易于接受來(lái)自紅外線加熱器的放射熱，而簡(jiǎn)單表面?zhèn)鹊拿繂挝惑w積的表面積較小而難于接收到放射熱，其結(jié)果導(dǎo)致陶瓷成形體的整個(gè)溫度分布不均勻，特別是復(fù)雜表面上的凸部溫度比凹部高，該部分容易發(fā)生被稱之為“干燥熱裂”的不良現(xiàn)象。由于此原因，對(duì)于上述復(fù)雜形狀的陶瓷成形體的干燥，過(guò)去是通過(guò)爐內(nèi)氣氛干燥等熱風(fēng)干燥方式或自然放置的干燥方式來(lái)進(jìn)行的。但是，熱風(fēng)環(huán)循方式或自然放置干燥工藝不但需要幾十到幾百小時(shí)或更長(zhǎng)的時(shí)間，而且由于空氣的影響使干燥狀態(tài)起較大的變化，這會(huì)造成不容易管理的問(wèn)題。因而，本發(fā)明要解決的問(wèn)題是消除現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供應(yīng)用于具有較凹凸的復(fù)雜表面和比該復(fù)雜表面凹凸程度較小的簡(jiǎn)單表面的陶瓷成形體的，同時(shí)不會(huì)產(chǎn)生干燥熱裂開(kāi)在短時(shí)間內(nèi)可完成干燥的干燥方法及裝置。為了完成上述目的，本發(fā)明的陶瓷成形體的干燥方法的特征是對(duì)具有較凹凸的第1表面和比該第1表面凹凸程度較小的第2表面的陶瓷成形體加熱時(shí)，由設(shè)置在第2表面?zhèn)鹊?，主紅外線加熱器主要從第2表面?zhèn)冗M(jìn)行加熱。另外，本發(fā)明的陶瓷成形體的干燥裝置的特征是它具有主紅外線加熱器，該主紅外線加熱器對(duì)具有較凹凸的第1表面和比該第1表面凹凸程度較小的第2表面的陶瓷成形體進(jìn)行加熱時(shí)，由于主紅外線加熱器設(shè)置在第2表面?zhèn)?，所以主要從?表面?zhèn)冗M(jìn)行加熱。如上所述，過(guò)去使用紅外線加熱器干燥陶瓷成形體的干燥方法只適用于平板類的簡(jiǎn)單形狀的陶瓷成形體，在這種情況下，從里外表面放射的熱量相等。但是，本發(fā)明以第1表面為凹凸的復(fù)雜表面、第2表面為比第1表面凹凸程度較小的簡(jiǎn)單表面的陶瓷成形體為對(duì)象，使紅外線加熱器不僅適用于這種陶瓷成形體的干燥場(chǎng)合，而且由設(shè)置在第2表面?zhèn)鹊募t外線加熱器主要從第2表面?zhèn)葘?duì)陶瓷成形體加熱后，可有效地防止現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的干燥熱裂，使成形體在更短的時(shí)間內(nèi)得到干燥，這是已得到證實(shí)的事實(shí)。在實(shí)施本發(fā)明時(shí)，可在凹凸不平的第1表面?zhèn)仍O(shè)置加熱溫度較低的輔助紅外線加熱器，從第1表面?zhèn)仍黾訉?duì)陶瓷成形體進(jìn)行輔助加熱是很有利的。在這種場(chǎng)合下，由凹凸程度較小的形狀簡(jiǎn)單的第2表面?zhèn)仍O(shè)置的主紅外線加熱器主要從第2表面?zhèn)葘?duì)陶瓷成形體進(jìn)行加熱，除此之外，由輔助紅外線加熱器對(duì)難于傳熱的第1表面?zhèn)鹊耐共窟M(jìn)行加熱，所以可使整個(gè)瓷成形體的溫度分布更均勻，特別是可更加確實(shí)地防止第1表面的凸部上出現(xiàn)干燥熱裂現(xiàn)象。在這種情況下，主紅外線加熱器和輔助紅外線加熱器中的至少一個(gè)以間歇運(yùn)行時(shí)對(duì)陶瓷成形體的干燥是有利的，特別是當(dāng)兩個(gè)紅外線加熱器同時(shí)以間歇運(yùn)行對(duì)陶瓷成形體的干燥也是適宜的。主紅外線加熱器的溫度設(shè)定在180-600℃的范圍內(nèi)是有利的。例如，在陶瓷成形體是懸垂瓷管時(shí)，主紅外線加熱器的溫度最好設(shè)定在180-350℃范圍內(nèi)，而在陶瓷成形體使用絕緣瓷瓶時(shí)，主紅外線加熱器的溫度最好設(shè)定在300-600℃的范圍內(nèi)。而且，除主紅外線加熱器外增設(shè)輔助紅外線加熱器的情況下，兩個(gè)紅外線加熱器的溫度差最好設(shè)定在30℃以上。陶瓷成形體適用于在密閉干燥室內(nèi)加熱。在這種情況下，在容納有陶瓷成形體和至少有主紅外線加熱器的干燥室內(nèi)設(shè)置熱風(fēng)通風(fēng)裝置，這樣，在干燥室內(nèi)流通熱風(fēng)的同時(shí)對(duì)陶瓷成形體進(jìn)行干燥是有利的。另外，熱風(fēng)的風(fēng)速最好設(shè)定在0.1-0.5m/s，溫度設(shè)定在陶瓷成形體的溫度-150℃的范圍內(nèi)。圖1是實(shí)施本發(fā)明干燥方法的裝置的一個(gè)實(shí)施例的斷面圖；圖2是圖1的裝置的主要部分的放大視圖；圖3是實(shí)施本發(fā)明干燥方法的另一個(gè)實(shí)施例的透視圖；圖4是圖3的裝置的主要部分的放大視圖。下面將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。圖1和圖2是表示實(shí)施本發(fā)明的一個(gè)干燥裝置的實(shí)施例。這種干燥裝置具有可從外部封閉的干燥室1，具有基本水平支承表面的支承臺(tái)2配置在干燥室1內(nèi)。支承臺(tái)2用于放置作為干燥對(duì)象的陶瓷成形體3，如圖2所示具有支腳部件2a的固定或可動(dòng)結(jié)構(gòu)體構(gòu)成。另外，例如在干燥室采用隧道形式的情況下，支承臺(tái)2可由干燥室1內(nèi)的循環(huán)輸送帶構(gòu)成。在本實(shí)施例中的陶瓷成形體3是用于制造具有傘形部件4的懸垂絕緣瓷瓶的半成品。如圖2所示，在傘形部件4的下面同心地配置有多個(gè)環(huán)狀褶部5，由此形成具有較厚并且凹凸程度較大的復(fù)雜表面4a。另一方面，與下表面相反，傘形部件4的上表面形成較平坦的簡(jiǎn)單表面4b。在干燥室1內(nèi)，在支承臺(tái)2的上方配置有主紅外線加熱器6，而在支承臺(tái)2的下方配置有溫度較低的輔助紅外線加熱器7。這兩個(gè)紅外線加熱器6，7都可由在水分干燥時(shí)能保持適當(dāng)波長(zhǎng)的遠(yuǎn)紅外加熱器構(gòu)成。陶瓷成形體3以復(fù)雜表面4a朝下地放置在支承臺(tái)2上。在如此放置之后，陶瓷成形體的狀態(tài)不僅穩(wěn)定，而且由于每單位體積的表面積較大，所以易于對(duì)復(fù)雜表面進(jìn)行干燥，該復(fù)雜表面處于從主紅外線加熱器的方向上看的里側(cè)位置上，因而，由于下表面?zhèn)鹊母稍锼俣嚷?，所以可使上下兩表面?zhèn)鹊母稍锼俣缺３制胶?。另外，支承臺(tái)2的結(jié)構(gòu)不會(huì)阻塞陶瓷成形體的下面。因此，如圖2所示，支承臺(tái)2適于采用例如格柵狀或網(wǎng)狀的。在支承臺(tái)2的上方配置較高溫度的主紅外線加熱器6是從簡(jiǎn)單表面4b的側(cè)面對(duì)放置在支承臺(tái)2上的陶瓷成形體3進(jìn)行加熱的。但是，陶瓷成形體3主要是通過(guò)簡(jiǎn)單表面4b接受從主紅外線加熱器6輻射的熱而被加熱的。投射到陶瓷成形體3的簡(jiǎn)單表面?zhèn)鹊妮椛錈嵬ㄟ^(guò)熱傳導(dǎo)向陶瓷成形體內(nèi)部傳送。結(jié)果，陶瓷成形體3的內(nèi)部也從簡(jiǎn)單表面?zhèn)缺宦訜釓亩鴮?duì)其進(jìn)行干燥。本發(fā)明由于主要從簡(jiǎn)單表面4b側(cè)對(duì)陶瓷成形體3進(jìn)行干燥，所以在復(fù)雜表面4a上的褶部5的尖端部分5a不會(huì)出現(xiàn)局部的高溫，從而可防止出現(xiàn)干燥熱裂現(xiàn)象。而且，過(guò)去用熱風(fēng)循環(huán)方式和自然放置方式進(jìn)行干燥需要用24-48小時(shí)，而本發(fā)明前后只用8小時(shí)的較短時(shí)間便可完成干燥。另外，由于在陶瓷成形體3上的復(fù)雜表面4a的幾何形狀造成褶部的尖端5a斷面面積較小，因此使熱傳導(dǎo)不能充分進(jìn)行，這樣只利用從主紅外線加熱器放射出的熱量是很難迅速加熱的。在這種情況下，由于有低溫輔助紅外線加熱器，可從復(fù)雜表面4a側(cè)進(jìn)行緩慢的輔助加熱，從而具有促進(jìn)尖端部分5a干燥的效果。上述主紅外線加熱器6和輔助紅外線加熱器7的加熱溫度當(dāng)然應(yīng)分別根據(jù)陶瓷成形體的形狀和水分等參數(shù)分別進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑O(shè)定。例如，在干燥水含量達(dá)20％的懸垂瓷瓶的陶瓷成形體的情況下，主紅外線加熱器6的加熱溫度最好在80-350℃范圍內(nèi)。而且在有輔助紅外線加熱器7同時(shí)加熱的情況下，最好將輔助紅外線加熱器7的加熱溫度設(shè)定在比主紅外線加熱器6的加熱溫度低30℃以上。按需要間歇運(yùn)行紅外線加熱器時(shí)，該運(yùn)行周期例如可以是10-20分鐘的運(yùn)行時(shí)間T1和5-20分鐘的停止時(shí)間T2反復(fù)進(jìn)行。按照這種間歇運(yùn)行，在紅外線加熱器6，7停止運(yùn)行期間，在陶瓷成形體3的內(nèi)部發(fā)生從高溫側(cè)到低溫側(cè)的熱轉(zhuǎn)移，這樣可防止由于過(guò)熱造成的偏干燥，進(jìn)而與連續(xù)干燥相比，紅外線加熱器的加熱溫度設(shè)定得較高，而干燥時(shí)間則可縮短。另外，在兩個(gè)紅外線加熱器6，7分別作間歇運(yùn)行的情況下，從防止過(guò)度干燥的觀點(diǎn)來(lái)說(shuō)，如使兩種紅外線加熱器同時(shí)進(jìn)行間歇運(yùn)行則能收到更好的效果。為了檢驗(yàn)本發(fā)明的效果，改變主紅外線加熱器和輔助紅外線加熱器的加熱溫度及運(yùn)行條件，以對(duì)陶瓷成形體進(jìn)行檢驗(yàn)。該檢驗(yàn)結(jié)果表示在表1中。在這種情況下，使用懸垂瓷瓶的陶瓷成形體是大約含有19％的水分的硅石·礬土·粘土系的成形體。另外，作為紅外線加熱器來(lái)說(shuō)，采用輸出功率約為30kW的遠(yuǎn)紅外電加熱器。而且，如果間歇運(yùn)行電機(jī)，則主紅外線加熱器和輔助紅外線加熱器同時(shí)工作并同時(shí)停止。表1正如從表1中可以看出的那樣，按照本發(fā)明的第一實(shí)施例，適當(dāng)?shù)卦O(shè)定主紅外線加熱器6和輔助紅外線加熱器7的加熱溫度，可使陶瓷成形體在較短的時(shí)間并且以高成品率進(jìn)行干燥。作為對(duì)比，比較例1是現(xiàn)有的熱風(fēng)干燥方式，表中示出它需要較長(zhǎng)的干燥時(shí)間并且成品率非常低。并且表中示出，即使與輔助紅外線加熱器并使用時(shí)，在適當(dāng)設(shè)定比較例2-5的主紅外線加熱器的溫度差的情況下及在比較例6的主紅外線加熱器的加熱溫度稍高的情況下，也不能縮短干燥時(shí)間并實(shí)現(xiàn)高成品率。在本發(fā)明的陶瓷成形體3干燥期間，由于向干燥室1內(nèi)連續(xù)供給熱風(fēng)，所以可迅速地將從陶瓷成形體3中產(chǎn)生的水蒸汽送到干燥室1的外部，從而促進(jìn)了干燥。在使用懸垂瓷瓶的陶瓷成形體為對(duì)象的情況下，當(dāng)熱風(fēng)的風(fēng)速小于0.1m/s時(shí)可達(dá)到從干燥室1中抽取水蒸氣的效果，而風(fēng)速大于0.5m/s時(shí)，容易發(fā)生送風(fēng)中斷。因此，風(fēng)速最好設(shè)定在0.1-0.5m/s之間的范圍。熱風(fēng)的溫度最好設(shè)定陶瓷成形體3的溫度-130℃范圍內(nèi)。在陶瓷成形體的溫度處于60-90℃的情況下，熱風(fēng)溫度最好設(shè)定在100-130℃的范圍內(nèi)。如熱風(fēng)溫度過(guò)高，則很可能發(fā)生干燥熱裂。在干燥陶瓷成形體時(shí)，為了根據(jù)向干燥室內(nèi)供給的熱風(fēng)來(lái)檢驗(yàn)本發(fā)明的效果，在連續(xù)運(yùn)行時(shí)，分別使主紅外線加熱器6，7的加熱溫度保持恒定，然后在熱風(fēng)的風(fēng)速和溫度變化的的情況下對(duì)陶瓷成形體3進(jìn)行干燥實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表示在表2中。在這種情況下，使用懸垂瓷瓶的陶瓷成形體是大約含有19％的水分的硅石·礬土·粘土系的成形體。而且，紅外線加熱器6，7采用輸出功率大約為30kw的遠(yuǎn)紅外電加熱器，主紅外線加熱器6的溫度為260℃，輔助紅外線加熱器的溫度為150℃。表2</tables>正如從表2中可以看出的那樣，為了對(duì)陶瓷成形體進(jìn)行干燥向干燥室內(nèi)供給熱風(fēng)的情況下，按照第1至第七實(shí)施例適當(dāng)設(shè)定的風(fēng)速和溫度可保持較高的成品率并縮短干燥時(shí)間。尤其是從第2、3實(shí)施例和第4-7實(shí)施例中可以看出，如果風(fēng)速恒定，提高熱風(fēng)溫度就可縮短干燥時(shí)間。與此相比，比較例1由于不向干燥室內(nèi)供給熱風(fēng)，所以在干燥時(shí)，需將陶瓷成形體產(chǎn)生的水蒸氣迅速地排至室外以促進(jìn)干燥，因而使干燥需要較長(zhǎng)的時(shí)間。另外，在比較例2熱風(fēng)溫度較低的情況下，以及在比較例3、4風(fēng)速較高的情況下，都不能縮短干燥時(shí)間，也不能實(shí)現(xiàn)較高的成品率。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，對(duì)于一面是凹凸的復(fù)雜表面4a，而與復(fù)雜表面相反的另一面是凹凸程度較小的簡(jiǎn)單表面4b的陶瓷成形體來(lái)說(shuō)，不會(huì)產(chǎn)生干燥熱裂并可迅速地進(jìn)行干燥。顯然，本發(fā)明不僅可采用懸垂瓷管的成形體，也可廣泛采用其它的陶瓷成形體。圖3和圖4表示出適用于本發(fā)明的外面有多個(gè)凸緣狀凹凸的復(fù)雜表面的瓷管和與瓷管相應(yīng)的陶瓷成形體的干燥的實(shí)施例。根據(jù)該實(shí)施例，干燥裝置具有干燥室1，多個(gè)陶瓷成形體以豎直狀態(tài)支承在底面1a上。干燥室1可以是具有腳輪的移動(dòng)式結(jié)構(gòu)。陶瓷成形體3具有中心孔，內(nèi)表面實(shí)際上是凹凸程度較小的簡(jiǎn)單表面3b。如圖3所示，在干燥室1的上部配置了水平支承橫梁8，棒狀的主紅外線加熱器6從支承橫梁8向下延伸并插入陶瓷成形體3的中心孔內(nèi)。在干燥室1內(nèi)設(shè)置加熱溫度較低的輔助紅外線加熱器7，板狀的輔助紅外線加熱器7可與陶瓷成形體3的復(fù)雜表面3a相對(duì)地配置。主紅外線加熱器6的加熱溫度最好為300-600℃，輔助紅外線加熱器的加熱溫度最好為100-200℃。另外，在干燥室1的底面1a與陶瓷成形體3的底面之間最好能形成允許陶瓷成形體3內(nèi)部自然通風(fēng)的間隙。使用瓷管的陶瓷成形體3進(jìn)行干燥之際，為了檢驗(yàn)本發(fā)明的效果，利用成形體3的主紅外線加熱器6并主要從簡(jiǎn)單表面3b進(jìn)行加熱，主紅外線加熱器6，7在運(yùn)行時(shí)加熱溫度分別地發(fā)生改變，并在不進(jìn)行自然通風(fēng)的情況下進(jìn)行干燥實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表示在表3中。在這種情況下，使用瓷管的陶瓷成形體高為2000mm，外徑為400mm，內(nèi)徑為200mm，含水量為17％。在進(jìn)行自然通風(fēng)的情況下，設(shè)定間隙的大小時(shí)應(yīng)使風(fēng)速保持在0.5-1.0m/s。表3</tables>正如從表3中可以看出的那樣，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1-13，由于提高了輔助加熱器的加熱溫度，可防止發(fā)生干燥熱裂并可看出其干燥時(shí)間有可能縮得更短。特別是從實(shí)施例4-11中可以看出，在相同的溫度條件下，在內(nèi)部進(jìn)行通風(fēng)的情況下也有可能縮短干燥時(shí)間。另外，在沒(méi)有適當(dāng)設(shè)定比較例1-4的輔助加熱溫度的情況下，以及在提高比較例5的主加熱溫度的情況下，可以看出，它們不能防止干燥熱裂的發(fā)生。在以上的詳述中，按照本發(fā)明的干燥方法其裝置，具有復(fù)雜表面和簡(jiǎn)單表面的陶瓷成形體不僅不會(huì)發(fā)生干燥熱裂，而且可在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行干燥。權(quán)利要求1.一種陶瓷成形體的干燥方法，其特征在于對(duì)具有較凹凸的第1表面和比該第1表面凹凸程度較小的第2表面的陶瓷成形體加熱時(shí)，由設(shè)置在第2表面?zhèn)鹊闹骷t外線加熱器，主要從第2表面?zhèn)冗M(jìn)行加熱。2.按照權(quán)利要求1的干燥方法，其特征在于由設(shè)置在所述第1表面?zhèn)鹊募訜釡囟容^低的輔助紅外線加熱器從第1表面?zhèn)葘?duì)上述陶瓷成形體進(jìn)行輔助加熱。3.按照權(quán)利要求2的干燥方法，其特征在于主紅外線加熱器和輔助紅外線加熱器中的至少一個(gè)間歇加熱對(duì)陶瓷成形體進(jìn)行干燥。4.按照權(quán)利要求3的干燥方法，其特征在于在主紅外線加熱器和輔助紅外線加熱器同時(shí)進(jìn)行間歇運(yùn)行。5.按照權(quán)利要求1或2的干燥方法，其特征在于在對(duì)陶瓷成形體進(jìn)行干燥時(shí)，主紅外線加熱器的溫度設(shè)定在180-600℃的范圍內(nèi)。6.按照權(quán)利要求5的干燥方法，其特征在于在對(duì)陶瓷成形體進(jìn)行干燥時(shí)，主紅外線加熱器與輔助紅外線加熱器的溫度差設(shè)定在30℃以上。7.按照權(quán)利要求1至4中的任何一項(xiàng)的干燥方法，其特征在于至少在容納上述陶瓷成形體和主紅外線加熱器的干燥室內(nèi)邊使熱風(fēng)邊對(duì)陶瓷成形體進(jìn)行干燥。8.按照權(quán)利要求7的干燥方法，其特征在于在干燥陶瓷成形體時(shí)，熱風(fēng)的風(fēng)速設(shè)定為0.1-0.5m/s。9.按照權(quán)利要求7的干燥方法，其特征在于在干燥陶瓷成形體時(shí)，熱風(fēng)的溫度設(shè)定在陶瓷成形體溫度的-150℃范圍內(nèi)10.一種陶瓷成形體的干燥裝置，對(duì)陶瓷成形體對(duì)陶瓷成形體具有較凹凸的第1表面和比該第1表面凹凸程度較小的第2表面，加熱器，該主紅外線加熱器設(shè)置在第2表面?zhèn)?，主要從?表面?zhèn)葘?duì)陶瓷成形體進(jìn)行加熱。11.按照權(quán)利要求10的干燥裝置，其特征在于還具有加熱溫度較低的輔助紅外線加熱器，它設(shè)置在上述陶瓷成形體的第1表面?zhèn)炔牡?表面?zhèn)葘?duì)陶瓷成形體進(jìn)行輔助加熱。12.按照權(quán)利要求10的干燥裝置，其特征在于上述主紅外線加熱器設(shè)置在干燥室內(nèi)，并且還具有向干燥室內(nèi)供給熱風(fēng)的裝置，全文摘要本發(fā)明提供一種可對(duì)一面是凹凸的復(fù)雜表面,另一面是比上述復(fù)雜表面凹凸程度較小的簡(jiǎn)單表面的陶瓷成形體在不發(fā)生干燥熱裂的情況下在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行干燥的方法及裝置。陶瓷成形體配置在干燥室(1)內(nèi),由于其簡(jiǎn)單表面(3b,4b)側(cè)設(shè)置有主紅外線加熱器(6),所以主要從簡(jiǎn)單表面?zhèn)葘?duì)成形體加熱并干燥,并最好由配置在復(fù)雜表面(3a,4a)側(cè),由加熱溫度較低的輔助紅外線(7)陶瓷成形體(3)進(jìn)行輔助加熱和/或在干燥室(1)內(nèi)流動(dòng)低速熱風(fēng)的情況下對(duì)其進(jìn)行干燥。文檔編號(hào)C04B33/00GK1198419SQ9810806公開(kāi)日1998年11月11日申請(qǐng)日期1998年3月28日優(yōu)先權(quán)日1997年3月28日發(fā)明者佐藤立申請(qǐng)人:日本礙子株式會(huì)社