自动化在烧前铬锡红生产中的应用

　　摘要：在企业生产中采用新技术、新工艺，符合时代对生产的要求，解放人力、节能降耗、改善环境。
　　关键词：自动化 烧前铬锡红 传统工艺 新工艺
　　中图分类号：TQ174.45文献标识码：A文章编号：1672-3791（2012）09（b）-0104-01
　　在一些无机化工产品的制备过程中，按照工艺需要将一种或几种物料在一定温度下可熔的物料，与其他需要的氧化物原料在器皿内边熔研磨体旋转的融、边搅拌，在此过程中进行混合分散。这个过程不同于仅仅在加热过程中对几种粉体或颗粒进行混合的操作，所以热处理加工在这种工艺中显得尤为重要，而采用新型自动化热熔搅拌设备具有自控恒温、节省人力、热利用率较高等优点，有助于提高产品的发色力及产品的稳定性，增加产品的市场竞争力。
　　1 企业采用新设备的背景
　　2009年以前企业在生产铬锡红（Sn-Cr-Ca-Si）这种结构色料时烧前生产均使用传统的方法。传统的方法是用大铁锅加热（用煤或气体燃料），进行简单的机械搅拌。这种方法生产温度不能较精确的得到控制，物料的搅拌混合过程极不充分，得到的成品色料发色力稳定性较差。其次传统的生产工艺浪费人力。由于人力与机器使用的本质差异，人员操作时需要时时在场，升温过程中操作人员时时观查温度的变化，如果可以将操作人员的这一部分时间解放出来，可以利用这段时间干更多的工作。另外，传统的生产方法有时还会污染加工中的产品，造成经济损失。经济危机后各企业为了降成本纷纷进行技术改革，企业生产这种昂贵色料也迫切需要一种新型设备来代替传统的大铁锅生产以节能降耗。
　　2 对新型技术使用的设计要求
　　第一，为达到研磨均匀的目的，使用时加入钢球作为搅拌球形转筒的研磨介质，采用清洁能源电作为加热动力源程序。锡锭、钙粉、石英在不断旋转的加热转筒中进行熔融和搅拌混合。转筒中加入一定重量直径的钢球，作为搅拌研磨体，使这个过程均匀和快速，这种操作类似于球磨转动研磨、均化。
　　第二，温度可以根据加工物料的工艺要求进行设定和自动控制。加热转筒可以自动升温，到温后可在一定时间内恒温。
　　第三，为工人操作方便装入和卸出铬锡红，加热转筒在旋转的同时，可进行向上向下的人工操作，方便按顺序加入原料及卸出加工完成的混合物料。
　　第四，工人可通过调速电机的转速，得到加热转筒的不同转速，以满足原料均匀度的工艺要求。
　　第五，为了达到节约电能、防止污染，改善工作环境的目的，在热转筒外安装有保温外壳，可以有效减少散热，提高了热利用率、降低车间工人操作时的室温。在保温外壳下半部分的内部，装有可更换的电加热元件，对加热转筒中原料进行间接加热，确保不污染产出色料。
　　整个系统通过电器控制柜对温度、电机转速、操作时间等进行设定和控制。
　　3 新工艺在色料生产中的具体应用
　　下面结合图1对这种实用新型设备在加工铬锡红时的工作过程作进一步说明。
　　参见图1，我们可以看到的是固体粉状热熔搅拌设备的加热转筒外壳5、电器控制柜9、手柄8、调速电机10、支架12、转动轴承13，其它加热元件中的热电偶7、万向节11、等均在加热转筒内部。
　　以加工烧前铬锡红的生产为例：第一，将装置放置成图示位置，开口向侧上方，在转筒中加入直径≤2cm的钢球。从开口将锡锭放入加热转筒1中，通过转动轴承13关闭加热转筒与外界的挡板，加完后通过电器控制柜9设定温度，并启动设制开始加热（转筒不旋转），此时操作工人可以进行筛料、称量氧化钙粉与石英料为下一步加料作准备。第二，待1.5h左右锡锭完全融化成液体状，加入配好的钙粉与石英混合料，并开动电机10对加热转筒1进行顺时针旋转搅拌。同时调节电机转速到规定值。在转动搅拌混合的过程中，可根据要求改变加热温度、电机转速或作业时间，在搅拌约1h左右混合料变成灰色没有锡颗粒即可放料。若还有锡粒可以延长搅拌时间。第三，在转动的同时，工人慢慢举起出料把手8，使搅拌混合好的圆子红半成品3缓缓卸出。一次生产在3h之内完成。倒料后可放入下一块锡锭融化，进行连续生产。倒出料在散热40min后可以过30目筛测细度，每次筛余不超过0.1%为合格，并将筛上的锡粒重新放入锅中进行融化，这些工人都是利用的第二次融锡时间进行的，连续生产8h时同一设备可以生产3次。
　　4 新工艺应有前、后的综合经济效益对比
　　在使用自动化设备前后给企业带来了一个新的发展机遇，对两种生产工艺的对比可以看出自动化设备给企业生产带来的可观经济效益，生产力提高。
　　自动化热熔搅拌设备主要对产品的高温发色有重大影响。高温铬锡红是一种贵重色料，每公斤成品的市场价格都在100元以上，产品的合格率与企业利润成正比例关系，采用新型技术使合格率提高1个百分点，企业利润增加2.5%左右。
　　另外，传统的工艺生产条件下的铬锡红产品L=52.44 a=25.80 b=9.77 ，而新生产工艺加工的同样产品色相为：L=51.56 a=27.32 b=10.73 △L=-0.88 △a=1.52 △b=0.95 △E=2，这样的深、红、黄可以在做成品时节省2个百分点的色料加入量，而且不会影响发色。
　　在企业在成本上，工人的日工作量增加。使用传统工艺时，工人的日工作量为300kg产品；更换新的工艺后工人日工作量为400～450kg，日生产量多100kg。
　　5 结论
　　采用新工艺后企业日加工量得到了提高，并且节省了人力、物力。说明设备设计与实际应用相吻合，新技术在工作中的重要性日渐突显，有助于实现企业的成本降低，利润最大化。
　　参考文献
　　[1] 孙再清，刘属兴.陶瓷色料生产及应用[M].化学工业出版