泡沫陶瓷過濾板上漿機的研究

摘 要：本文簡單介紹了泡沫陶瓷過濾板上漿機的上漿原理，研發出一種多輥（5輥及以上）對輥上漿的方式。通過對比手工上漿、普通上漿和5輥上漿三種上漿方式對工作效率、坯體及制品性能的影響，得到采用多輥（5輥及以上）對輥上漿的方式，可明顯提高上漿工序的效率、改善干燥后坯體質量及產品性能。

關鍵詞：泡沫陶瓷；多輥；上漿機

1 前 言

隨著有色金屬鑄造行業的飛速發展，泡沫陶瓷過濾板（器）得到越來越廣泛的應用。據2010年的統計數據，鋁制品鑄造有約8000萬噸的產量，鑄造時使用的過濾板（器）80%來自國內產品，按1m3泡沫陶瓷過濾板（器）過濾1500t鋁水，那么2010年鋁行業對氧化鋁泡沫陶瓷過濾板（器）的需求量約為4.3萬m3，這個數字確實令人振奮。

隨著國內工業的持續發展，2011年對泡沫陶瓷過濾板的需求還將進一步增加。但對于泡沫陶瓷生產廠家而言，改進泡沫陶瓷生產工藝、改善產品性能，成為企業爭奪市場的關鍵。上漿是泡沫陶瓷生產過程中的一道重要工藝，上漿程度的好壞直接影響著陶瓷過濾器產品外觀、通孔率及強度等性能。所謂上漿，是指將泡沫陶瓷前驅體（聚氨酯網狀多孔海綿）浸漬于配好的漿料中，通過手工或機械設備將漿料均勻地附著在多孔海綿的網絡上。同時，通過控制上漿后的重量來保證產品的通孔率和強度。

傳統的上漿方法是把多孔海綿浸漬在配好的漿料中，通過操作人員不斷地揉捏，使漿料依附在海綿的經絡上；然后用木輥棒在其表面來回滾動，直到漿料均勻分布在海綿經絡上。此方法的缺點是勞動強度高、效率低且漿料分布不均勻。目前廠家采用較多的是機械上漿法，但大多上漿機為三輥上漿，此上漿機在操作過程中的缺陷是過機次數較多、大件產品過機困難、過機后的重量不易控制等。本研究的目的在于提供一種能夠較好地解決此類問題的設備。

2 泡沫陶瓷上漿工序

泡沫陶瓷的上漿特點在于其載體為多孔網狀聚氨酯海綿，網孔呈三維立體狀，如圖1所示。上漿目的是將配制好的漿料均勻地掛在海綿網孔的經絡上，如圖2所示。

海綿載體會在后期的燒成工序中揮發，而海綿經絡上的漿料則被高溫燒結成瓷。因此，上漿的好壞直接影響著產品的使用性能，也是保證產品強度和通孔率的前提。

3 上漿設備的結構和工作原理

泡沫陶瓷上漿機是參考食品類加工機械改造而制成的，沒有特定的行業標準或規范。因此，生產泡沫陶瓷過濾板的廠家所使用的上漿機一般都自制或委外訂制，所以都不完全一樣，但是大體相仿。

3.1上漿設備組成

通過對已有泡沫陶瓷上漿機的研究，并在此基礎上做進一步的改造，發明了圖3所示的5輥對輥上漿機，其機構組成見圖3。

3.2上漿設備的工作原理

由齒輪減速電動機帶動下輥筒（主動輥），下輥筒通過齒輪帶動上輥筒（從動輥）實現對輥，將浸漬掛漿海綿從上、下輥筒中間進入，完成擠壓上漿工序。

由于泡沫陶瓷過濾板規格較多，長寬及厚度要求的不同，上漿量要求也不一樣，轉速的快慢直接影響著上漿后坯體的性能，需根據海綿網孔及尺寸大小的不同，通過變頻器來調節選擇合適的輥筒轉速。還可通過間距調節螺栓來調節上、下輥筒間距，從而調節擠壓程度，控制上漿量，使上漿均勻，提高產品通孔率、強度、密度等。

由于氧化鋁泡沫陶瓷和碳化硅泡沫陶瓷等漿料都呈酸性，要求上漿機的耐酸腐蝕性良好，若機身（尤其是輥筒）被腐蝕而生銹，銹跡便會帶入漿料中而造成后期的產品出現銹斑，所以在設計制作時，要求對上、下輥筒進行表面鍍鉻處理，漿料儲放箱采用不銹鋼材質。

4 多輥對輥泡沫陶瓷上漿機的優缺點

4.1優點

相比于傳統的手工挫揉工藝和原有的普通上漿設備，本文所改造的5輥泡沫陶瓷上漿機具有較為顯著的優點：它不僅提高了生產效率，拓寬了上漿機的適用范圍，生產出來的泡沫陶瓷產品也具有很好的一致性。并且產品的通孔率、強度及密度等性能都有很大改善。

生產同種規格的過濾板，采用手工上漿、普通上漿和五輥上漿三種方式，對應的工作效率、干燥后坯體質量及最終的產品性能的比較見表1。

4.2缺點

雖然現有泡沫陶瓷上漿機具有上述諸多的優點，但是其明顯的缺點是橫向輥間距固定，使尺寸小于200mm的過濾板無法達到均勻上漿的效果，因此建議在生產小規格過濾板時，在下輥筒安裝防滑傳送帶，避免上漿效果不佳的問題，但操作方法比較煩瑣，有待進一步提高。（下轉第49頁）

5 結 論

在泡沫陶瓷上漿過程中，上漿機起著極為重要的作用，新研發改造的5輥對輥上漿機在同等條件下，其工作效率為3.5 h/m3產品，干燥后坯體強度為0.4 MPa，產品通孔率為87%，產品密度為0.45 g/cm3，產品抗折強度為0.7 MPa，較好地滿足了提高生產效率、改善上漿質量及產品性能的目的。今后，隨著泡沫陶瓷過濾板生產工藝的不斷成熟，上漿機也將實現智能機械化和自動化。

參考文獻

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