2024年2月20日发(作者：)
砖瓦世2012.5知识讲座科技纵横SCIENCE & TECHNOLOGY界在发展过程中仅有少数技术能像挤出成型技术那样得到广泛地应用。挤出成型技术起源于建筑陶瓷工业，然而，现在挤出机已经应用到了不同的行业，诸如塑料、化学及其相关工业，食品、饲料工业等，它们不仅用于挤出成型，也用于原材料制备和其它加工处理过程。那种通过挤出成型一条连续的、根据需要切成一定横截面的泥条，然后再切成需要长度的砖坯而形成一种产品的观念，实际上是一个非常古老的观念，这至少在17世纪初期就已被人们所知道。为了实现这个想法，基本上有三种不同的操作方式适宜于把陶瓷原料加工成塑性和半塑性的坯体，这3种方法就是活塞式挤出机、辊压挤出机、螺旋绞刀挤出机。其中螺旋绞刀挤出机是最常见的。因此，当在陶瓷领域提及挤出成型时，它通常与螺旋绞刀挤出机有关。然而，活塞式挤出机、辊压挤出机也能够保持其确切的定位，并已经历了进一步的发展过程。在1985年，开发出了放射式干粉末柱体挤压机来用于干粉末的连续投料挤出成型[1]。从技术角度讲它不能被归类为一种挤出机，然而它具备有传统泥条挤出成型的优势，并具有等静压成型性质的优32编者按：《陶瓷材料挤出成型技术》（“Extrusion in Ceramics”）一书是由德国弗兰克・翰德乐先生组织德国25位行业专家编写的，可以说是西欧该行业挤出成型技术集体智慧的结晶。令人高兴的是该书已经引进版权并由张文法和湛轩业先生翻译完毕，将由化学工业出版社在今年夏季出版。该书从挤出机的发展历史、陶瓷材料（含砖瓦）的分类、添加剂的使用，到挤出成型过程中的关键技术和设备、挤出过程中的磨损及其防护、挤出成型的流变学问题、计算机模拟问题以及挤出成型技术今后的发展方向等都做出了详细地论述。整本书知识涉及面广泛、结构严谨、论题理论联系实际；同时每个章节层次分明，可以单独自成体系。该书一个显著特点就是其实用性，对陶瓷材料挤出成型（包括砖瓦和工业陶瓷挤出成型）的具体工程和工艺问题都能从中找到答案。为先睹为快，我们特选择其中的某些章节在本杂志上发表，以飧读者。挤出成型机的发展简史点，因此在这里提出它而不应该被忽略。挤出机主要用于陶瓷行业中产品的直接成型，但它们也用于泥段（例如需经车削的高压电瓷绝缘子毛坯的挤出——译者注）和泥片（例如需经压制整形的屋面瓦毛坯泥片的挤出——译者注）的预先挤出成型，以便用于最终的后续成型。特别是在细陶瓷工业为了改善坯体的可塑性和密度，将挤出机纯粹作为均化练泥、排气抽真空设备使用。正像挤出机有多种多样的应用范围以及挤出机的设计和其工艺学特征令人关注一样，下文所述挤出机的历史发展也十分引人注目。如果在下文的叙述中建筑陶瓷产品的挤出成型特征非常显著的话，这是由于它在陶瓷工业中使用时间最长、应用也最广泛这样的事实所致。1 挤出机和泥条成型的发展泥条成型的三种方法中，每一种都基于不同的操作方式：活塞式挤出机（间歇挤出）辊压挤出机、螺旋绞刀挤出机（连续挤出），并且每一种成型方式都有它自己的发展历史。在它们的发展进程中，也出现过数种这三种泥条成型方式的组合形式，例如，螺旋绞刀挤出机与活塞式挤出机、螺旋绞刀挤出机与辊压挤出机、辊压挤出机与螺旋绞刀挤
科技纵横SCIENCE & TECHNOLOGY砖图2 约在1870年使用的带铰链泥缸的活塞式挤出机[2]图3 带有预处理搅拌机和对辊粉碎机的双活塞式挤出机[16]瓦世界知识讲座20122012.5些重盖，约在1870年，开发了一种新式活塞挤出机，这种机型安装有带铰链的挤出泥缸，用来代替加料箱。它在垂直方向加料，而在水平方向挤出成型（图2）。原型机器由亨利・克莱顿（Henry Clayton）制造并在伦敦1862年的世界博览会上展出。这是台双活塞式挤出机，以交替的方式把泥条向左和向右推出。原材料供给通过一台水平的捏合机完成（图3）。出机、螺旋绞刀挤出机与螺旋绞刀挤出机的组合形式。在这些组合形式中，每一种的前者通常是供料机器，而后者则是实际的挤出成型机器。1.1 活塞式挤出机挤出成型的历史可以追溯到1619年，那时英国人约翰・艾瑟林顿（John Etherington）制造了一台手工操作的活塞式挤出机，并用它生产出了砖坯。1623年在英格兰实施保护发明的“专利权法令”之后，对他发明的制砖机器授予了专利权。从此时起，活塞式挤出机就被认为是最早的挤出成型机器。然而，当初这并没有得到认可。接下来一个知名的发明者是圣彼得堡（St.
Petersburg）的霍斯腾伯格（Hostenberg），他在1807年之前制造了一台手工操作的活塞式挤出机用于排水管的成型，因此把它称之为排水管挤出机（图1）。这台机器的设计迅速而又广泛地被整个欧洲所接受。例如在英格兰的普雷斯顿市（Preston），由约翰・怀特黑德联合有限公司（Messrs. John Whitehead
& Co. Ltd.）制造的这种机器就有单活塞和双活塞两种形式的挤出机（所谓的“轮换挤出机器”或“傻瓜型”挤出机）。这种机型一直到20世纪70年代还在个别情况下使用，例如在德国萨克森地区（Saxony-Anhalt）靠近科斯维希（Coswig）一个叫齐科（Zieko）的地方，应用这种机器还在挤出排水管、特殊用途的砖和水平孔空心砖。图1 单活塞式挤压机（所谓的“轮换挤出机”或“傻瓜型挤[2]出机”，制造于1810年）在挤出机的上方安装容纳原材料的填料箱或者叫加料箱，在单活塞挤出机上方安装一个加料箱，而在双活塞式挤出机上安装两个加料箱，在实际成型运行中加料箱上的重盖子会关闭。活塞的运动通过人工转动手动轮以及慢盘齿轮来实现，或者借助于蒸汽动力。为了避免用人工打开和关闭这用于成型大直径排水管，在垂直方向上操作的活塞式挤出机约在1870年出现。这种挤出机的早期形式是这样设计的，即活塞在填满材料的泥缸内借助于一根芯轴从底部向顶部运动。然而，这种方法很快被从顶部向底部运动的挤出方式所取代。最初的活塞式挤出机的为难之处涉及到空气被压进砖坯导致了砖坯上形成气泡，以及在每一次活塞压出砖坯后向挤出泥缸里再填料时需要一定时间。在消除这两个问题的解决过程中，1880年一种带有两个可转动泥缸的垂直活塞式挤出机被开发出来。当一个泥缸在挤出坯体时，第二个泥缸就在同时填充原料并捣实以阻止空气泡的产生[2]（图4）。33
砖瓦世2012.5知识讲座科技纵横SCIENCE & TECHNOLOGY界图4 带有两个可转动泥缸的垂直活塞式挤出机[2]20世纪60年代，位于法国马赛（Marseille）的友谊赛拉姆（Uniceram SA）公司制造了1台液压驱动活塞式挤出机用于建筑黏土产品（砖瓦产品）的硬塑挤出成型，并与抽真空的双轴搅拌机结合，如同联合真空挤出机一样进行操作（图5）。然而总的来说，在建筑陶瓷领域活塞式挤出机与螺旋绞刀挤出机相比其重要性已经微不足道。得这样高的压力，而此时对活塞式挤出机的关注再度活跃。尽管如此，活塞式挤出机与螺旋绞刀挤出机相比的主要缺点就是间歇式的操作方法和有限的生产能力。1.2 辊压挤出机约在1830年，英国人恩斯莱（Ainslie）是最早制造辊压挤出机的人员之一。辊压挤出是将黏土原料通过两个辊子推进压力头然后经过模具成型为泥条（图6）。这种机器从英格兰传到其他国家，其中包括德国，这种机型成为了后续数种机型的设计基础，尤其是那些由在德国罗斯劳（Rosslau/Elbe，易北河畔）的格布吕德尔・萨克森博格（Gebrüder
Sachsenberg）公司制造的机型。该公司1865年制造辊压挤出机。辊压挤出机的两个辊子要么是上下垂直重叠布置，要么就是两个辊子在垂直方向以一定的倾斜角度布置，以便于原材料从两个辊子中间进入，两辊子之间的间隙大约设置为5～6mm。当时市场上也有带有一个附加压泥辊的辊压挤出机，这就是所谓的由三辊组成的辊压挤出机。图6 英国人恩斯莱（Ainslie）1830年制造的辊压挤出机[17]图5 带有双轴真空搅拌机和活塞式挤出机的组合型真空挤出装置，1960年由法国友谊赛拉姆（Uniceram）公司制造20世纪50年代以来，高级陶瓷（技术陶瓷或工业陶瓷）获得很大发展，氧化物陶瓷坯体和非氧化物陶瓷坯体的加工处理需要更高的压缩程度，需要更高的挤出压力等级，螺旋绞刀挤出机通常无法获34常见的辊压挤出机与直立或水平布置的捏合机或是与倾斜安装的螺旋绞刀挤出机相结合（图7），以便充分利用这些机器的搅拌和均化效果，当然在辊压挤出机上是不能达到这些搅拌和均化效果的。第一台以水平相邻的辊子布置形式为特征的直立辊压挤出机是由德国的萨克森博格（Sachsenberg）公司在1874年为了生产排水管而制造的。之后萨克森博格（Sachsenberg）公司继续制造这种辊压机到1940年，主要用于生产诸如屋面瓦这样的扁平型产品。还有如德国慕拉克尔（Mühlacker）的卡尔・翰德乐・泽尼（Karl Händle & Söhne）公司在20世纪30年代生产了一种偏心的辊压挤出机。压力辊带有纵向可移动的槽，该槽里装有可以滑动的偏心环以
科技纵横SCIENCE & TECHNOLOGY砖图9 欧式辊压挤出机示意图，1970年制造1.转子填料辊，2.供料（压泥）辊，3.卸料（刮刀）器，4.压力头瓦世界知识讲座20122012.5形沟槽，一个光滑的供料辊将原材料压进转子上的槽沟里，所以环绕在转子的圆周方向上能够携带原料。一旦在转子上沟槽内的原材料到达圆周的约三分之二处时，就被在切线上排列的、与环形沟槽相啮合的刮刀在相反的方向上推出沟槽外而进入压力头（图9）。这种“欧式辊压挤出机”与一台真空搅拌机联合使用，就像与联合真空挤出机一样运行。由于这种机器转子上的沟槽中在传输黏土质物料时没有滑动接触，人们的最高预期是没有应力和分层的特性出现。然而，尽管在某些特定情况下能获得好的结果，但是最终还是达不到预期效果，因此“欧式辊压挤出机”还是不能够影响螺旋绞刀挤出机的主导地位。作为内部横向给料的辅助手段，压力辊必须完成向前供料的任务（图8）。1961年和1962年在美国注册的两项专利和1961年在法国注册的一项专利描述了一种用于生产薄型瓦和用于生产催化剂转换器的载体板的辊压挤出方法，该载体板起着陶瓷质保护板的作用，这种保护板由部分黏土和含水量在8%～10%的塑性陶瓷坯体原材料的组成制造，将这种坯体原材料在无压力情况下送进两辊子之间的间隙。图7 螺旋绞刀挤出挤供料的辊压挤出机，约1875年制造[17]图8 偏心的辊压挤出机，翰德乐公司，约1930年制造20世纪70年代，德国康士坦茨（Constance）的利特沃克公司（Rieterwerke）作为他们辊压挤出机的新款式向市场推出一种无螺旋绞刀的挤出机，也就是被称之为“欧式辊压挤出机”（“Europresse”）或者称之为转子类型的挤出机，实际上他们在1963年就已经申请了题为“一种陶瓷材料坯体的挤出机”的专利。这种机器的性能特征是转子上带有环到20世纪90年代，德国耐火材料和陶瓷工业研究所再次对辊压挤出技术进行研究，用于同时压实多种陶瓷坯体的连续挤出成型，特别是用于多层4]。这种由单独材料构成的多层成分产品的生产[3，的产品在压辊挤出机上生产相对比较容易。在实验室试验中，能够辊压挤出成型Al2O3试样中包含高达32层的材料。这样就有可能将纤维、丝织物或金属箔棍压进入每层之间形成一种多层的陶瓷复合材料。后来又有一种工作原理经过改进、并授予专利权的辊压挤出机出现，这种辊压挤出机能够用于连续的陶瓷条板生产，该种陶瓷条板厚度为0.5～10mm，具有不同的横截面和内部通孔，这类陶瓷条板可用作窑具、热交换器和流体设备的部件（图10）。这种工艺对成型材料种类差别最大的混合料来说是切实可行的方法，例如对塑性或无塑性材35
砖瓦世2012.5料、氧化物、氮化物、碳化物等材料的成型。在无塑性陶瓷粉末体的挤出过程中，由于在辊压过程中使用能量的结果（辊压的压力为0.01～3.27t/cm），能够使这种非塑性材料中的增塑剂保持一个最小化的百分比数值。知识讲座科技纵横SCIENCE & TECHNOLOGY界图10 一种生产陶瓷空心条板的辊压挤出机示意图，1990年制造1.供料部分，2.供料螺旋绞刀，3. 4.压辊，5.辊间隙，6.芯具，7.孔洞，8.条板（砖）公司（Messrs. Händle）也采用了这种工作原理。德国弗朗霍费尔硅酸盐研究所（Fraunhofer Institute for
Silicate Research）做了大量的研究工作之后补充了电泳理论，制造出了第二代“大象”型电泳辊压挤出机，供给了法国埃弗罗克斯（Evreux）的赛拉里特公司（Ceralit），并在1980年春天被授予专利权。该机使用30V电压和150A的电流，该挤出设备在泥条厚度为5.5mm的情况下其生产能力为550kg/h，在塑性状态下混合料的干基含水量为17%。两个反向旋转、由镀锌板制成的辊子形成阳极，而负极则是在辊子顶部安装的V形槽板。泥浆被泵送入到在阳极和阴极之间均匀统一的间隙中，并且以适当的与泥浆泥条流体静力学压力相适应的动力被辊压在一起。在辊子旋转运动的过程中，固体颗粒成层地沉淀在辊子的表面上，在固体颗粒沉淀物的接触点处被稳定地压实，从而形成了干基含水量在16%～18%之间的、连续的陶瓷条板坯体。陶瓷条板坯体挤出后，在生产工艺的下游还可以使用辊压和冲压设备，还能够生产出带有各种浮雕图案以及宽大范围尺寸的各种瓷砖。但是电泳挤出成型的原理在建筑陶瓷工业中的应用不是成功的。1.3 电泳法挤出成型1977年，出现了另一种名叫“大象”的辊压挤出机，这是一种仿照“大象”工作原理、利用电泳法、新的陶瓷材料挤出成型方法。这种辊压挤出机不能正式归类到挤出机中，在一定程度上仅仅是一台借助于在电场（电泳）中沉淀泥浆的成型机器而已。然而，事实上这种不常见的特定工艺的特征确实满足了泥条挤出成型的需要。这种工艺方法也能够6，7，8]称之为“泥浆的挤出成型”
[5，。从19世纪以来电泳的物理现象就被人们所知。那时路斯（Reuss）发现水中悬浮的颗粒一旦处于电场中它们则会按一定的方向运动。数十年之后，人们认识到了这种性质：即根据颗粒的种类和液体的种类不同，它们能够带有正电荷或负电荷，因此它们既能向负极移动，也能向正极移动。早在1939年前苏联（USSR）第一次试验了陶瓷材料的电泳挤出成型。之后在1977年M. S.克罗恩（M. S. Chronberg）采用了一种用于连续生产扁平陶瓷产品的工艺（图11），其产品范围从马赛克到大尺寸瓷砖。德国慕拉克尔（Mühlacker）的翰德乐36图11 “大象”电泳辊压挤出机示意图，1979年制造1.多余泥浆回收利用出口，2.由电泳作用形成的沉淀物，3.逆向电极（负极），4.泥浆进口，5.锌正极，6.双层陶瓷坯体泥条，7.输送带1.4 螺旋绞刀挤出机难以相信的是：是否任何人都想象到在挤出成型的历史上，螺旋绞刀挤出机与用烟斗吸烟之间有着联系。然而，陶制烟斗在螺旋挤出机发展历史上所扮演的角色很重要。14世纪70年代期间，英国水手和士兵从北美回家时把烟草和类似于黏土质烟道的吸烟工具带到了英格兰。此后吸烟很快地流行起来，就是在这个时期，第一个黏土质烟道的生产设施也在那里被安装起来。吸烟从英国蔓延到荷兰（Holland），甚至在1600年之前在荷兰就发现了用
科技纵横SCIENCE & TECHNOLOGY砖图13 带有卧式捏合机的软泥模制成型机，由卡尔·维基伯莱德1767年制造瓦世界知识讲座20122012.5一个模具（图13）。后来发明的软泥模制成型机经常有着带有一个或两个垂直的捏合机而为其特征。在软泥模制成型机中首次使用的捏合机的发展，在此就不再做进一步地追溯了。烟斗抽烟的证据。在阿姆斯特丹（Amsterdam）就有来自1607年制造黏土质烟道的证据，除此之外，还有荷兰的高达（Gouda）地区自从1617年就制造黏土质烟道。1643年在高达，荷兰人“烟道师”J. J.斯拜克斯揣夫（J. J. Speckstruyff）设计了一台用于他的黏土烟道原材料制备的黏土破碎机，在这一破碎机中他使用了螺旋绞刀，这就成为了泥条挤出成型的萌芽。他的粉碎机由一个周边上带有固定的逆向刀片的木制料槽和一个带有笔直刀具的刀具轴组成（图12）。从荷兰的黏土破碎机发展而来的捏合机依次是以后两种成型工艺生产线发展的起源，其中之一就是软泥模制成型机生产线，另一种就是螺旋绞刀挤出机生产线。图12 荷兰人黏土粉碎机的原型，斯拜克斯揣夫（Speckstruyff），1643年1767年，瑞典船长卡尔・维基伯莱德（Carl
Wijnblad）描述了第一台软泥模制成型机，该机器以一台卧式捏合机为基础。刀具的轴安装在一个顶端敞开的槽内，此轴直接由水轮驱动。数排以螺旋形排列的刀具被安装在刀具轴上，此轴的端头带有一个偏心的推力构件。槽的底部设置有开口，在该开口的下方通过导向通道由手工插入木制模具。用手工将黏土填进槽的尾部，通过刀具轴和刀具将黏土输送到槽的前面，并借助于槽前端的推力构件将软泥推进在下面的木制模具中；每旋转一次填充满早期利用阿基米德螺旋线原理，挤出成型泥条为了生产砖坯的努力起始于1830年左右（对搅拌机没有直接的参考文献），制造此机器的其他人中曾有特维戴勒和亨特（Tweedale & Hunt）在1840年制造过，也曾由兰德尔和桑德（Randal & Saunder）于1852年制造过。后者（兰德尔和桑德）曾使用过一台逆向旋转的水平双螺旋绞刀挤出成型机和一台与之配套的有趣的切坯装置（图14）。罗德・伯内戴尔（Lord Berriedale）发明的一台机器也值得一提。这台机器是一台卧式挤出机，在泥缸中带有完整和滑动的黏土筛板，这为人们所知是在1852年[9]。同时此37
砖瓦世2012.5时也出现了一台机械式切坯机。罗德・伯内戴尔（Lord Berriedale）发明的机器已经有了现代卧式螺旋绞刀挤出机的外形，但最终这样的机器丝毫没有被认可。最后成功获得突破的是卡尔・施里凯森（Carl.
Schlickeysen）于1855年发明的“通用型专利制砖机”。知识讲座科技纵横SCIENCE & TECHNOLOGY卡尔・施里凯森（Carl. Schlickeysen）是德国柏林的一个机械制造商。他设法完成了他的“用于塑性材料运动的螺旋绞刀”，他将这种螺旋绞刀安装在一台捏合机中，并使用“通用型专利制砖机”的名称在欧洲和美国申请了专利。1854年8月24日被授予英国专利——一种“生产烟道管和砖的机器”。施里凯森的挤出机第一次与公众见面是1855年在德国克里夫（Cleve）和科隆（Cologne）的农业展会上，当时演示了屋面瓦的挤出成型。牛顿（Newton）的伦敦杂志于1856年6/7月期刊上和华盛顿的美国专利局的1856年官方的商务报告中都第一次用“卡尔・施理克森的专利制砖机”为题目描述了该发明。这是一台垂直的挤出机，顶部安装有一个放大（喇叭状）的加料斗，该加料斗内安装有一个特制的下料螺旋叶片，随后则是一系列倾斜的压缩叶片用螺丝安装在中心轴上，压缩叶片之间的间隙有轻微的外形重叠，其目的是为了达到所需要的挤出压力。最后一节螺旋叶片已经具备一个末端螺旋绞刀的形式，并且可被认为是推进螺旋绞刀。其螺旋线形状是断开的，不是连续的，这就代表了一个突破性进展。然而，最重要的元件是倒数第二个带有凸起边缘的构件（螺旋叶片），它被直接安装到轴上，而且处在卸料口下方并围绕中心轴旋转。下部的构件在接到来自泥缸后面封闭部分的原材料时把其向下推，一直推到卸料出口的周围，在这里迫使物料从出口排出，因此避免了由于从上往下原材料38界图14 兰德尔和桑德（Randal & Saunder）制造的双螺旋绞刀挤出机，1852年负荷的持续压力下原材料在这里进一步堆积（拖曳作用）。这就使得有可能在整个出口部分施加一个均匀的压力（图15）。第一台这种制砖机是卡尔.施里凯森（Carl. Schlickeysen）在他自己的砖厂试验的，该砖厂在德国奥兰宁堡（Oranienburg）附近的克若门地区（Kremmen），当时制砖机使用了一个牵引梁并用牲畜来驱动。图15 卡尔·施里凯森（Carl. Schlickeysen）的专利制砖机器，1856年制造1857年德国易北河畔的罗斯劳（Rosslau/Elbe）一家公爵的砖厂的租赁人卡尔・施奈德先生（Carl
Schneider）聘用卡尔・施里凯森（Carl. Schlickeysen）设计了一台蒸汽机驱动的“通用型专利制砖机”，该机器第一次生产砖坯在1858年2月（图16）。卡尔・施里凯森（Carl. Schlickeysen）没有自己的铸造厂，因此他需要找一个有能力的合伙人来实现他的想法。他找到的伙伴就是在德国尼恩堡（Nienburg）的赫泰尔有限公司（Messrs. Hertel
& Co.），后被称作尼恩堡尔机器制造厂（Nienburger
科技纵横SCIENCE & TECHNOLOGY砖39瓦世界知识讲座20122012.5而且挤出机的驱动装置无论安排在顶部还是底部都有问题。另一方面，带有纵向出口的垂直螺旋绞刀挤出机仍有着如下优点，即在生产砖坯过程中几乎没有显示出任何值得注意的、由螺旋绞刀和黏土原料的流动引起的分层现象。被推到泥缸下部的黏土原料通过在底部的旋转向前而朝向机口（模具），被强制性地迫向侧面的出口。由于方向的改变，黏土原料从先前纵向方向的流动转变成一个横向的方向。正因为“黏土泥条”在挤出机内部还要转向，任何由于黏土原料的流动运动而引起的分层在挤出的泥条中几乎看不到了，因此垂直螺旋绞刀挤出机在实质上能够生产无分层现象的砖坯。当卧式螺旋绞刀挤出机在使用时这种情况就突然地发生了变化。单叶片螺旋绞刀的旋转运动产生了两股缠绕在一起的、带有光滑表面的螺旋状泥条，在其表面上有明显的平行的黏土矿物。在那时还没意识到这两个表面必须通过一个合适形状的末端螺旋绞刀（即螺旋绞刀头——译者注）和压力头（机头——译者注）来使其重新愈合。因此在砖坯上S形裂纹和环形分层成为可见的缺陷。所以对于从垂直式螺旋绞刀挤出机到卧式螺旋绞刀挤出机的过渡，专家们的意见是有分歧的。尽管某些专家认为这是进步，确实使大规模工业化制砖生产成为可能，而另一些专家们则认为这是所有祸害的根源（这里是对砖的质量而言——译者注）。自从1855年采用螺旋绞刀挤出机以来，也就是说在过去的150年里，在挤出砖坯上产生的纹理或分层问题已成为挤出成型的主要问题，甚至在今天仍然没有完全解决。然而，这并没有阻止住螺旋绞刀挤出机凯旋式的发展。尽管如此，依然必须要进行大量的设计工作和细节的研究，以便达到现今的先进技术水平，这将在第二章中分别做出更详细的叙述。大约在1870年制造的垂直式螺旋绞刀挤出机，即所谓的“悬浮式挤出机”进入市场，成为后来排水管挤压机的先驱（图18）。抽真空挤出成型的实际应用在美国开始于1920年，而在欧洲则从1932年开始。美国于19世纪末就已经知道硬塑挤出成型的基本原理，然而欧洲在1960年英格兰才第一次使用）公硬塑挤出成型，德国于1967年由翰德乐（Händle司以联合真空硬塑挤出机的形式开始提供这类设备。硬塑挤出成型方法的性能特征使得砖坯抗压强度高，能够在挤出成型之后直接地码到窑车上。在Maschinenfabrik AG）。不仅挤出机的泥缸和螺旋绞刀在尼恩堡铸造，连完整的砖机也在那里制造。两位工程师赫泰尔（Hertel）和他的同事施迈尔泽（Schmelzer）认识到施里凯森发明的砖机价值，并在1859年到1860年开发出了他们自己的卧式螺旋绞刀挤出机，1860年在德国的尼恩堡－格日姆施莱本（Nienburg-Grimschleben）的一个公爵砖厂，这台卧式螺旋绞刀挤出机进行了成功的试验（图17）。这台机器装配有一个锥形的挤出泥缸和一个75cm直径的供料箱体，其泥缸长度为1.25m，当时的生产能力为1200～1300块/h砖，螺旋绞刀轴的指定转速为6～8rpm。有证据表明这台螺旋绞刀挤出机直至1909年还在运行。这种卧式螺旋绞刀挤出机在1863年汉堡（Hamburg）的国际农业展览会上名声大振，那次它与英国的活塞式挤出机、德国的辊压挤出机和德国的垂直式捏合机一起展出，为专家内行提供了一次对比的机会。图16 第一台由蒸汽驱动的垂直螺旋绞刀挤出机，1858年制造图17 第一台卧式挤出机，赫特尔（Hertel），1860年制造[17]从垂直螺旋绞刀挤出机过渡到卧式螺旋绞刀挤出机有两个根本的原因：一方面那时垂直螺旋绞刀挤出机的供料还是用手工完成，这是非常累人的；
砖瓦世2012.5硬塑挤出成型的早期，所做的努力是尽可能完成硬的挤出成型，有时挤出压力等级高达80bar。而如今的座右铭是：挤出砖坯的硬度正好达到所需要的硬度即可，并且发现挤出压力达到大约25bar以上时，就能够满足硬塑挤出成型的要求，当然这取决于原材料的特性。然而，从硬塑挤出所适宜的工艺目的来看，把此过程称之为“直接码坯”（direct setting，即为国内所称的一次码烧工艺——译者注）可能比叫硬塑挤出更恰当。知识讲座科技纵横SCIENCE & TECHNOLOGY界含水量连续挤出成型间歇挤出成型1.5 分类如果将泥条挤出成型技术的发展过程按照挤出坯体的连贯性和坯体的含水量、粉状体或塑性体或泥浆、运行方法——连续生产或间歇式生产来分类，就可以得到表1的概述。表1 泥条挤出成型技术分类粉料塑性料泥浆小于5%（干基）8%～25%（干基）大于30%—螺旋绞刀挤出机1854电泳式挤出辊压挤出机19771830—放射式干粉挤出活塞式挤出机机19831619图18 管材挤出用的悬浮式螺旋绞刀挤出机，1870年制造根据当时的报道，早在1868年就对热塑成型进行了首次试验。大约是在1935年这种概念被再一次提起，但是直到1970年这一工艺才在建筑陶瓷领域被普遍地采用。挤出成型技术所涉及范围是非常宽泛的，1994年在建筑黏土产品（指烧结砖瓦类产品——译者注）领域，双螺旋绞刀挤出机再一次被用来挤出成型扁平的黏土质板材。然而，自从20世纪70年代后期开始，在高级陶瓷（技术陶瓷或工业陶瓷）领域就使用同步旋转的双螺旋绞刀挤出机生产蜂窝状结构的产品。2 挤出机各部件的发展这一节的内容涉及到除排气装置以外的螺旋绞刀挤出机各部件，其中主要有以下部件：机口模具、压力头、挤出机泥缸、螺旋绞刀和螺旋绞刀轴、挤出机机身和带有喂料装置的喂料机体以及驱动部件。螺旋绞刀挤出机的各种结构部件的实际数量和种类多得惊人，这里只能对其历史发展过程中有突出意义的部分进行介绍。2.1 机口模具泥条成型机口模具最初的使用经验是从活塞式挤出机在相对低的泥条挤出速度时得到的。当时使用的这种机口模具已经带有芯头，例如管道和空心孔砖就是最初被挤出成型的产品，因为这些产品很难或者无法通过手工制作。在1855年最初挤出成型实心砖时，在这一领域内还没有任何的专业技能。当时遇到的问题是，由于泥条表面和机口模具壁之间摩擦产生的制动效应，导致泥条表面部分的行进速度慢，而泥条中心部位的行进速度快。在能够生产表面平滑无裂纹的、具有所希望的横截面泥条之前，人们花费了很长时间才制造出了合适的、可使用的机口模具。这种复杂性在早期曾经使相当多的造砖者身心疲惫，其中有些砖厂甚至放弃了新购买的螺旋绞刀挤出机，重新返回到问题比较少的手工制作方式。当初，人们认为要挤出不带边角裂纹（dog-ears）的泥条是完全不可能的。当时采用的一种补救措施是在机口模具的前端用固定钢丝来切除泥条侧面被撕裂拉开的部分（图19）。为了达到这一目的，明显地就必须将机口的断面尺寸扩大。直到1865年，施里凯森（Schlickeysen）发明了40
科技纵横SCIENCE & TECHNOLOGY砖复杂化，机口模具的制造已经发展成陶瓷机械制造工程中一个独特的领域，而且直到今天，仍有许多国家的一些企业专门生产机口模具。图21 涅德格萨斯（Niedergesaess）专利——润滑机口[11]模具，1888年制造瓦世界知识讲座20122012.5一种带有注水装置的机口模具，这个问题才得到解决。这种“阶梯式润滑机口模具”，机口模具内部镶有像阶梯一样的锡、锌或黄铜板制成的金属条（国内俗称鱼鳞片——译者注）。开始还曾在机口模具内衬垫过纤维织物，即所谓的英式皮革，由坚韧密实的棉纤维制成。水作为润滑剂从金属阶梯缝隙流入并使黏土泥条平滑。为了清洗的方便以及容易更换鳞片，机口模具以多块组装的方式构成（图20）。图19 带切割钢丝的机口模具为了使泥条在整个截面上保持相同的行进速度，在早期的发展中，人们倾向于在泥条出现稍快行进的位置上安装制动闸板（图22），或者换一种方式，在泥条速度滞后的位置上改善其流动行进的条件（即国内常称的速度调节闸板——译者注）。图20 多块组装式机口模具自从1870年泥条挤出成型方法传到美国之后，在美国也曾遇到过类似的问题，直到“涅德格萨斯（Niedergesaess）的专利——砖坯润滑机口模具”在市场上出现之后[11]，问题才得到解决。这一专利方法使得通过水、油或者蒸汽来润滑泥条成为可能。实践表明，对于某些类型黏土，干蒸汽的润滑效果要比水或油更有效（图21）。油润滑以及蒸汽加热机口模具的发展，也标志着美国原材料含水量低到约为12％的硬塑挤出成型的开端。随着多孔砖的出现，所提供的机口模具必须带有合适的芯头、芯杆以及固定芯杆的弓形架（国内俗称为刀架，并有大小刀架之别——译者注）。试验表明，将芯头固定在钢丝上的所谓无芯架结构的机口模具是不成功的。随着机口模具设计的日趋图22 带有外部制动调节器可以调节中心物料前进速度的机口模具[12]可调式机口模具逐步地被开发出来。在20世41
砖瓦世2012.5纪80年代，出现了可以从外部调节的机口模具，这对于更大型以及更复杂的产品来讲是必要的，而且满足了多泥条挤出成型的需求，例如在水平孔砖坯成型中，能够实现16条泥条同时并排挤出。用于蜂窝状结构陶瓷产品生产的机口模具可以认为是一种特制的机口模具。德国弗莱什恩（Frechen，Germany）的施奈德公司（Schneider & Co.），于1965年1月3日申请了该方面的第一项专利。美国纽约州的康宁玻璃公司（Messrs. Corning Glass
Works，NY，United States）1972年8月11日也申请了他们的专利，发明者的署名是罗德尼・迪拉诺・巴格莱博士（Dr. Rodney Delano Bagley），而事实上是该公司发明了这种机口模具。随后出现了各种这类机口模具的专利，包括在日本以及英国。2.2 压力头让我们重新考察第一台挤出机，那时的压力头只不过是一块连接模具与泥缸的固定板。然而，压力头的重要功能在于：它是作为圆形泥缸与通常为矩形的机口模具入口之间的适配器，可以说它才是真实的成型部件，这一点很快就得到了认可。压力头和机口模具的组合也被称之为成型工具。在建筑陶瓷工业中，机口模具安装在压力头上一个叫做适配板的上面，用螺栓固定。而对于实心砖生产的机口模具，还需要另外的设计，使压力头和模具形成一个整体装置。作为泥缸和机口模具之间的连接部件，压力头的主要目的是为整个机口模具内部空间上创造均衡的流动条件。最初，对于各种各样的黏土原材料以及产品都使用一个同样的压力头，但是人们很快就发现，塑性高的坯体原材料比瘠性坯体原材料（可塑性指数低——译者注）所需的压力头要长，生产多孔砖的压力头也比实心砖所需的压力头长，因为在芯具刀架（特指芯架后部的大刀架——译者注）和末端螺旋绞刀（特指螺旋绞刀头——译者注）之间需要有充足的空间（分配泥料均匀进入芯架各个部位的空间——译者注）。因此而设计出了一种由三个部分组成的压力头，这样就可以调整合适的压力头长度，比如在实心砖和多孔砖的交替生产中对压力头的调整。另外还有一些润滑型的压力头以及带有清泥侧门的压力头。大约在1910年还有所谓的劈锥曲面压力头，其内部轮廓能使流体从圆形直径的挤出泥缸过渡到机口模具中。为了避免出现死角，通过在特定的42知识讲座科技纵横SCIENCE & TECHNOLOGY界机口模具内部插入合适形状的木楔或是镶嵌黄铜衬套的空心构件，来形成与压力头相适应的轮廓构造。这种方法大约于1970年再次受到关注，当时开发了带有称之为IZF芯体（即压力头内由圆变方的内部构造形式——译者注）的压力头，IZF是德国砖瓦研究所的德文缩写。开发这种压力头的目的是通过调整锥形压力头的形状来适应于接近机口模具时泥条的形状，从而使压力头内部有着几乎是同样的阻力（图23）。图23 各种压力头出口与机口模具横截面的相互关系安装在压力头上的压力表，即流动压力测量计，20世纪50年代就已存在。这个仪表能够连续地测量挤出压力或者是坯体的流动压力，而压力是由坯体的含水量决定的，因此这就揭开了坯体含水量和可塑性自动控制的序幕。20世纪60年代，硬塑挤出成型在欧洲出现（在美国出现于1920年甚至更早），这也带来了压力头、机口模具与润滑油环的组合。通过这个系统，可以用泵注入润滑油从而改善黏土原材料的滑动特性（图24）。大约在1970年，可调节压力头用于生产，其特征是可从压力头外部来调节内部的滑动块或者是制动块，从而对原材料的流动进行调节（图25）。为了适应众多大尺寸产品的生产，实际中常见的做法是使用数个不同尺寸、可适应于不同产品的压力头。1980年前设计出了可旋转并可移动的压
科技纵横SCIENCE & TECHNOLOGY砖置不使用调节闸板，完全依靠改变供给机口模具的进料轮廓形状来实现控制。德国弗里德烈斯哈芬（Friedrichshafen）的布朗公司（Messrs. Braun）在2005年1月挤出成型污水管时首次使用了这种装置。图26 压力头更换装置图27 三转塔压力头瓦世界知识讲座20122012.5力头更换装置，能够快速更换压力头（图26）。在1900年前后，已经出现了能够从侧面打开的铰链式压力头。而双转塔及三转塔压力头在细陶瓷工业中应用普遍（图27）。图24 在硬塑挤出成型中使用、带有润滑装置压力头和机口模具的组合图25 可调节压力头大约从1998年起，人们开始尝试使用与制造产品形状尽可能接近的模拟方法对压力头进行优化，以期达到在整个压力头出口截面上具有均匀分布的压力以及恒定流动速度的、最优化的流动截面。“遥控”压力头和模具的组合代表着这一方面的新发展，其设计中使用了多个齿轮传动的电动机，在挤出成型过程中可对机口模具进行连续调节，以便适应变化的原材料参数，例如坯体原材料成分、坯体温度、可塑性、挤出压力等。这种调节装2.3 挤出机泥缸挤出机的泥缸形成了螺旋绞刀的通道，在挤出机泥缸内有旋转的螺旋绞刀轴，以及包括带有可更换内衬套的挤出机泥缸外壳，泥缸外壳与挤出机机身相连接。泥缸直径是挤出机的一个主要参数，实质上也总是以泥缸直径为指定的挤出机名称（即以泥缸直径的大小来命名挤出机的型号——译者注）。为了满足挤出机设计及工艺技术的要求，在挤出机泥缸的发展进程中，出现了种类繁多的形状和样式：圆柱型、圆锥型（沿模具方向成锥形但是也有放大的）圆锥圆柱组合型、阶梯型及多角型。建造于1861年的第一台卧式挤出机使用的是整体式泥缸。然而，不久之后人们发现螺旋绞刀的43
砖瓦世2012.5边缘位置出现相对较高的磨损，因此在泥缸上必须要设置一个能够快速对螺旋绞刀进行更换的进入口。于是设计出了在水平方向上分离的泥缸，其下半部分作为固定部件，而带有吊耳的上半部分能够通过滑轮（组）将其吊起。也有的挤出机为安装泥缸，有数个用曲拐扭力臂锁住的侧面清理活动板门。约在1870年出现了能从中间垂直线上分离并通过铰链向两侧打开的挤出机泥缸，直到今天仍在广泛地使用（图28）。知识讲座科技纵横SCIENCE & TECHNOLOGY界图28 铰链式挤出机泥缸1854年施里凯森（Schlickeysen）在其专利中详细说明了通过在泥缸上安装伸进螺旋绞刀叶片之间的反向刀，用以防止坯体原材料随螺旋绞刀而旋转。由施迈尔泽（Schmelzer）设计的另一种挤出机泥缸类型是装有反向的螺旋条，其目的同样也是为了防止坯体原材料随着螺旋绞刀的旋转而旋转，并被授予了一项英国专利。与此同时，挤出机泥缸也需要防止磨损。某些挤出机的制造商开始在泥缸中装配钢板内衬套；其他一些挤出机制造厂家则使用可更换的冷硬铸铁内衬套。从1860年起，已经明确地定义泥缸内衬套的用途就是担当着防护泥缸磨损作用和增加内壁摩擦力以防止坯体原材料旋转。从那时起到现在人们一直在努力改进泥缸内衬套的设计，出现了以下诸多样式的内衬套：带有孔板的、或带肋骨的、带突出部件或者凹槽的、带有纵向条带和螺旋条带的内衬套；由冷硬铸铁制成的四分之一壳体或半壳体拼装的内衬套；以及带有纵向齿条形的和锯齿形条带的内衬套。还有包覆一层特种混凝土的泥缸内44衬套，这种混凝土是在20世纪60年代意大利专利的基础上发展而来，即所谓的最适宜的混凝土（一份波特兰矿渣水泥（硅酸盐矿渣水泥）加两份颗粒尺寸为2～3mm熟料的混合物）。19世纪90年代以后，在美国就用蒸汽加热压力头和挤出机泥缸，这与硬塑挤出成型有关系。1950年之后，高级（技术）陶瓷显示出越来越多的重要性，而这些高级陶瓷所使用的是无塑性原材料或无塑性坯体，难以挤出成型，因此必须借助于适当的粘结剂来增塑，这也就需要设计能够用于加热或冷却的泥缸内衬套、压力头及螺旋绞刀。加入粘结剂的坯体只有达到一定温度时才具有塑性，因此需使用可加热的挤出机泥缸，用水或油作为热传递的介质。而在另一方面，有些粘结剂热敏性很强，必须要消除挤出成型中产生的摩擦热，这时通常采用带水冷的泥缸。为了避免坯体原材料在挤出过程中的反向压力（指泥缸返泥现象——译者注），制砖厂业主，后来成为机器制造商的格利泽曼（Griesemann）发明了阶梯式泥缸。这种泥缸被很多陶瓷机器制造商所采用，而且一直应用到20世纪40年代（图29）。这种设计虽然在当时十分有效，但现在已是多余，因为可以通过设计更加合适的挤出成型用具来替代。1882年特奥多尔・格若克（Theodor Groke）在德国的梅泽堡（Merseburg）创建了一家陶瓷设备制造公司，生产一种带有“反向压力预防环”的挤出机泥缸（图30）。2.4 螺旋绞刀和螺旋绞刀轴最初的螺旋绞刀轴是圆形截面，不久之后改为正方形、六边形、八边形。螺旋绞刀借助于开孔内的定位螺栓和弹簧固定到圆形轴上。多边形轴与开孔的螺旋绞刀配合使用，开孔螺旋绞刀在轴上能够移动以便更换。最初的轴是支撑在前置轴颈轴承上，轴承仍然是固定在挤出机泥缸的内部，直接地处于机口模具的前面，显然这样会产生很多问题。因此去掉了这个轴承并把轴延伸到泥缸的后部，从而能够安装另一个轴承使得螺旋绞刀轴在挤出机泥缸中完全悬空。1900年前后使用的挤出机中，仍在采用固定在泥缸外的前置螺旋绞刀轴轴承，这种挤出方式具有侧向的泥条挤出出口，既有带一侧出口的，也有带两侧出口的。
科技纵横SCIENCE & TECHNOLOGY砖硬化处理后就被替代了。这时，如何选择合适的材料和正确的方法已发展成一门新的学科。图31 1900～1920年间美国挤出机的螺旋绞刀设计：所表示的螺旋绞刀用于沙质黏土或非常壤质黏土的成型图32 大约在1920年美国挤出机的螺旋绞刀的安装瓦世界知识讲座20122012.5图29 格利泽曼（Griesemann）设计的阶梯式泥缸图30 格若克（Groke）制造的反向压力预防环式泥缸1882年1861年由赫泰尔（Hertel）设计的第一台卧式螺旋绞刀挤出机轴上装有螺旋形布置的刀具式叶片，这些叶片安装在几乎与内部进料截面垂直的方向上，而在挤出机泥缸中设计有两列相互倾斜的叶片。这种称之为搅拌叶片的设计，持续了很长时间，特别是美国的挤出机，仅仅是在它上面加了一个前端螺旋绞刀（指螺旋绞刀头——译者注）（图31），因此这就出现了美国挤出机和欧洲挤出机在螺旋绞刀安装系统上的一个显著区别（图32）。1885年前后，传统的前端螺旋绞刀（front auger）被改进成为现在的双叶片末端绞刀（end auger），或者叫锥形绞刀（taper auger）。（这些名称均指靠近机头处的绞刀头——译者注）不久人们发现螺旋绞刀的磨损是一个很大的问题。还是施里凯森（Schlickeysen），在1881年提出了可更换螺旋绞刀边缘的方法，通过螺栓或铆钉将边缘部件固定到螺旋绞刀上。还有可重新调整螺旋绞刀边缘的部件在应用。这种防护磨损的方法一直使用到20世纪70年代，当螺旋绞刀可以表面人们很快注意到，螺旋绞刀的形状、表面、螺距对能耗以及挤出机的挤出质量和数量有重大影响。挤出机作为陶瓷设备制造行业的核心产品，1860年以来发展非常迅速，人们做了大量关于螺旋绞刀参数的实验之后，认为螺旋绞刀的几何形状对其有着大的影响。其结果是，每一个设备制造商提供的是他们自己专门设计的螺旋绞刀及其相应部件。目前的建筑黏土工业（指烧结砖瓦工业——译者注）中，通常使用单管线螺旋绞刀，但前端螺旋绞刀（指螺旋绞刀头——译者注）为双管线或三管线45
砖瓦世2012.5螺旋绞刀。螺旋绞刀头的任务是将单螺旋绞刀以非对称的方式喂进的物料分成几乎相同的两部分。这项工艺没办法实现自动化，而且依赖于原料的特性及产品类型和尺寸大小。因此与单管线螺旋绞刀相连的末端绞刀的正确位置必须依靠经验的方法来确定。可调式末端螺旋绞刀在1992年投放市场，其特点是具有特殊的齿状连接系统（实际上是指细花键或是锯齿形连接结构的浮动螺旋绞刀头——译者注），与单线螺旋绞刀之间能够实现几乎无限制的可变调节，从而容易地实现螺旋绞刀头位置的最优化装配（图33）。知识讲座科技纵横SCIENCE & TECHNOLOGY界图33 可调式末端螺旋绞刀备机身与敞开式齿轮箱以及驱动装置是分离的，直到1865年以后，这些部件才安装在一起，且通常安装在一个共同的机座上（图35）。图34 用于技术陶瓷挤出机的不同材料的螺旋绞刀段图35 螺旋绞刀挤出机：机身与驱动装置分离20世纪50年代末，整体焊接的全钢螺旋绞刀出现在建筑黏土工业中。这种螺旋绞刀安装在螺旋绞刀轴上一段短的方形轴颈上。这种螺旋绞刀没有单独的轮毂，而用螺栓紧固在螺旋绞刀的顶端上，从轮毂到轮毂的连接是对焊接头或者是普通的固定螺栓，实践证明螺旋绞刀有着非常好的流体特征。这种螺旋绞刀表面硬化可防止磨损。为了确保螺旋绞刀表面再修复时不会中断生产过程，必须储备一套可替换的螺旋绞刀。整体式挤出螺旋绞刀通常使用在高级陶瓷领域中。有圆柱形和圆锥形两种设计，截面分为圆柱形和圆锥形两部分，单线螺旋绞刀或双线螺旋绞刀都是整体贯穿，并减少了螺旋绞刀叶片的深度，螺旋绞刀分别由不同的材料制成（图34）。除了整体式螺旋绞刀，正在应用的还有模块式螺旋绞刀。从2004年开始，甚至出现了用于特殊坯体挤出成型的陶瓷螺旋绞刀，最大直径达到120mm，陶瓷螺旋绞刀用来保护坯体不受金属污染。2.5 挤出设备机身和喂料装置返回到第一台螺旋绞刀挤出机，当时的挤出设46然而，间歇性人工喂料会导致时常发生人为干扰。在这种情况下，1873年施里凯森（Schlickeysen）发明了压力喂料辊子（压泥辊），将物料压入到螺旋绞刀叶片中。1878年，他加装了第二个压泥辊。直到约1930年，包括一个或两个压泥辊的、螺旋绞刀挤出机的标准版本才出现。这些辊子表面有光滑的、带有凹槽或是起波纹的。压泥辊波纹又有不同的形状：凹陷、突出、水平、趋于水平以及V型的。为了提高喂料效果，两个压泥辊子通常做成不同的直径，早在约1910年，有些工厂中就已经以不同速度操作着喂料辊子。同样在大约1910年，具有不同深度叶片的喂料螺旋绞刀开始采用。图36 喂料压泥板1930年前后，喂料压泥板进入应用阶段（图36）。在细陶瓷和高级陶瓷的挤出成型设备中，人们发明了螺旋形的横进式给料辊（图37）。大约从1990年起，压泥板或是横进式给料辊也能够被分离驱动，各自通过易装卸式齿轮马达驱动
科技纵横SCIENCE & TECHNOLOGY砖图39 通过绞盘齿轮驱动的立式挤出机瓦世界知识讲座20122012.5带传动方式首次为一台挤出机提供了动力（图40）。）的劳帕赫大约在1880年，德国的格尔利茨（Görlitz公司（Messrs. Raupach）建造了一台由挤出机和蒸汽机组成的直接驱动的联合机组。由于需要同时驱动数台机器，因此使用平皮带传动的主传动轴的驱动方式运转良好，直到20世纪60年代仍在使用这种驱动方式。那时大部分机器是由蒸汽机驱动或者是锅驼机（loco-mobile）驱动，而从20世纪20年代开始多使用大型电动机。电动机驱动的应用始于1885年前后，这在当时还不能够容易地被陶瓷工业所接受。单独使用电动机来驱动螺旋绞刀挤出机开始于20世纪20年代，直到20世纪60年代之后才得到普遍应用。起初使用的是带集流环启动器的三相感应电机，后来为带有750、1000、1500rpm的鼠笼式电机所替代，电机速度根据挤出机齿轮箱的传动比和螺旋绞刀轴所要求的速度来选择。为了适应在不同生产能力下生产不同尺寸的砖块，从1920年开始使用两级或三级皮带轮（图41），或者从1970年开始使用的两级或三级的变极式感应电机，这就使螺旋绞刀轴具有了2～3种不同的转速。20世纪70年代，还出现了带有双速集成调速齿轮的挤出机。（是指两个旋转轴分别驱动——译者注）。变频控制使得压泥板轴的转速可以在很大范围内进行调节，因此能够调整到最适宜于螺旋绞刀轴转速的速度（图38）。图37 横进式给料辊图38 分别驱动的喂料压泥板2.6 驱动方式第一台立式螺旋绞刀挤出机使用牲畜作为驱动力。最初是通过在螺旋绞刀轴顶端的横梁承座上固定一个水平拉杆，直接由牲畜力驱动的形式来驱动。这种驱动方式很快就被带有齿轮传输系统的绞盘所代替，以便能够更好地利用牲畜的牵引力。这样也使底部驱动的方式得以实现（图39）。使用动物驱动的方式时螺旋绞刀轴的转速可以达到大约3rpm。自1782年开始人们就已经开始使用蒸汽机实施旋转驱动，在1858年蒸汽机通过传动装置和皮为了实现螺旋绞刀轴的无级变速控制，20世纪80年代偶尔还使用直流电机，但是自从那时起变频控制的鼠笼式电机成为了标准。通常说来，由皮带驱动的动力传递是有效的，起初使用平皮带，后来使用V型皮带。远在20世纪20年代，出现了电动机与中间减速齿轮直接耦合的驱动方式（图42）。自1950年始，开发出了一种47
砖瓦世2012.5在第三世界国家中使用、由柴油发电机组提供独立动力的移动式挤出成型设备。知识讲座科技纵横SCIENCE & TECHNOLOGY界图40 使用减速传动装置和蒸汽机的底部驱动的立式螺旋绞刀挤出机图41 带有三级皮带轮的螺旋绞刀挤出机图42 变速箱与电动机直接耦合驱动的挤出机，1935年方法可保护机器不受过载的影响。大约在1930年，装配有弹簧平接联轴器的恒速驱动离合装置开始应用。其后，大约在1950年出现了多片式离合器，开始这种离合器有一个人工操作的分离杆，自1960年以后改为使用电机驱动。最终，大约在1980年采用了更耐用的压缩空气离合器。直到变速箱开始应用时，最初的螺旋绞刀挤出机安装的仍然是敞开式的后倒（慢盘）齿轮。挤出机的制造商最初使用他们自己制造的变速箱取代后倒（慢盘）齿轮，并将变速箱与挤出机的机身结合在一起；1970年之后，从专业化生产变速箱的制造商那里购买变速箱成为了普遍的实际操作方式。大约1990年开始，装配行星变速箱的挤出机成为了最先进的技术。同时从1990年到现在，普遍应用的是多个电机驱动压泥板轴，每根轴由一台单独的齿轮电动机驱动。3 真空挤出机和联合真空挤出机组的发展抽真空挤出技术的应用象征着挤出成型技术的突破。众所周知的事实是：螺旋绞刀在推进物料的同时还夹带了大量的空气，这些空气被挤进泥条中，对产品质量产生不利影响，而且经常会在生产中引发大量的麻烦。在挤出机发展的早期阶段，这种现象阻止了泥条挤出方式在细陶瓷工业（含白色陶瓷以及卫生陶瓷在内——译者注）中的应用，例如在生产泥段（如电气绝缘子毛坯——译者注）或者小型管材中的应用。瓷器的制造商仍然更喜欢使用辊式捏合机对坯体进行排气，尽管这样做会增加额外的成型作业。抽出原材料中夹裹空气的想法起源于美国，该想法是切短黏土块并使之产生气泡现象，以达到增加可塑性和减少分层的目的。在这个领域的系统性工作开始于美国，在1900年前后。关于“用于黏土材料成型的排气装置”的第一个编号为701957的专利（图43），在1902年授给了芝加哥的陶瓷工程师R. H.斯坦利（R. H. Stanley）。这里用示意图表示了近代抽真空挤出机的工作原理，即一台初始搅拌捏合机A1和一台主要的挤出机B3，A1和B3通过低压室B连接，B也就是实际的真空室。该系统中，初始搅拌捏合机的螺旋绞刀叶片的内部形成了黏土软垫，并且主要的挤出机起着真空室的密封作用，真空室内由真空泵E产生负压。这项专利由美国费城的查姆玻兄弟公司（Messrs. Chamber Brothers）获得，并用到了真空挤出机的制造中。大约在1890年，美国的挤出机装配带有简单摩擦离合器的单独皮带轮啮合和分离机器与动力，然而固定的皮带轮和滑动的皮带轮到20世纪20年代欧洲仍在广泛使用，尽管施里凯森（Schlickeysen）在1893年就已经发明了一种安全的皮带轮，这种皮带轮只在预先调整好的动力范围内传输动力，一旦动力超过其范围值，则机器继续保持空转运行。这种48
科技纵横SCIENCE & TECHNOLOGY砖1922年R. H.斯坦利（R. H. Stanley）获得了另外一项美国专利，编号为1 478 842，其特征是将初始捏合机的螺旋绞刀和主要挤出机的螺旋绞刀装在同一根轴上，并把削泥装置和真空室布置在它们之间。相对于他在1902年已经可以称作联合抽真空挤出装置的第一个专利，这个专利事实上也是一种抽真空挤出机（类似于国内所称的单级真空挤出机——译者注）。在真空室的入口处，使用多孔板将黏土坯体切割成为许多像香肠形状的薄泥段（图45）。图45 R. H.斯坦利（R. H. Stanley）的抽真空挤出机，专利号148842，1922年瓦世界知识讲座20122012.5图43 美国人R. H.斯坦利（y）设计的真空挤出机，美国专利编号：701957，1902年1913年，R. B.普利斯（R. B. Price）也制造了一种用于抽真空操作的排气螺旋绞刀，它利用了陶瓷坯体相对外界压力的自密封效果。美国俄亥俄州普利茅斯的菲特-鲁特-海斯公司（Messrs. Fate-Root-Heath Company）在1919年获得一项关于抽真空装置的专利，专利号为1 296 472，该装置能实现黏土的二次排气。这实际上是一种带有搅拌机的双活塞式挤出机（图44）图44 美国俄亥俄州普利茅斯（Plymouth，Ohio）的菲特—鲁特—海斯公司（Messrs. Fate-Root-Heath Company）的真空挤出机1923年的美国俄亥俄州坎顿市（Canton）的勃恩纳特（Bonnot）公司在斯坦利（Stanley）专利的基础上制造出了这种抽真空挤出机。因此在美国真空挤出机的适应性以及实际设计1923年就已经开始进入了有效阶段。但是在欧洲对这项技术长时间不予重视，这似乎令人难以置信的。直到20世纪30年代早期，美国这种抽真空的方法被公开发表之前，才普遍为欧洲人所知道。英格兰第一家制造真空挤出机的公司是在靠近伯顿—昂—特伦特的莫伊拉的劳道恩铸造公司（Messrs. Rawdon Foundry Co，Moira，Nr. Burton-on-Trent）。1932年，瑞士利斯塔尔（Liestal）一个名为欧・迪尔斯特（O. Dürst）博士的化学专家获得了一项黏土抽真空的德国专利。加入此行列的还有卡尔・莱默尔（Karl Leimer），他在1930年在德国的马格德堡（Magdeburg）建立了马施尼恩法勃里克－格利茨曼恩公司（Maschinenfabrik Griesemann & Co.），开发出了在建筑黏土和细陶瓷工业中应用的抽真空挤出机。几乎在1933年的同一时间内，德国的数家设备制造公司生产出了他们的第一台真空挤出机，其中有慕拉克尔（Mühlacker）的卡尔・翰德乐—泽49
砖瓦世2012.5尼公司（Karl Händle & Söhne）和格尔利茨（Görlitz）的里夏德・劳帕赫公司（Richard Raupach GmbH），里夏德・劳帕赫公司也开发了用于细陶瓷工业的专用抽真空挤出机。德国及邻近国家大部分的陶瓷机器）的专制造商最初都使用了迪尔斯特博士（Dr. Dürst利，随着时间的推移都加上了他们自己的专利（图46）。这些新发明中的大多数都涉及到削泥装置的改进，因为黏土泥料的细小碎片对实现更好的排气效果起着决定性作用。另一个方面，有部分发明涉及到在真空室中的抽气装置不能吸入黏土的问题。在真空挤出机中的这个特殊问题，从来就没有得到彻底地解决。由于真空挤出机不可能完全避免出现堵塞、反向压力以及不均匀排气的问题，制造商们又回到了最初的斯坦利（Stanley）原理上和从1935年之前开发出的所谓的联合真空挤出机组，这一联合机组中包括具有削泥装置的双轴搅拌机、真空室以及安装在下方的螺旋绞刀挤出机（图47）。同时，联合真空挤出机组几乎完全取代了真空挤出机（这里是指单级真空挤出机——译者注）。在硬塑挤出成型中，美国人更喜欢使用单轴真空搅拌机，而欧洲人则喜欢用双轴真空搅拌机。知识讲座科技纵横SCIENCE & TECHNOLOGY界图46 翰德乐公司（Händle）1933年的真空挤出机图47 1937年的联合真空挤出机组，包括真空双轴搅拌机和螺旋绞刀挤出机最初人们使用往复式活塞真空泵和液（水）环式真空泵产生真空室所需要的负压。使用最普遍的是从1923年开始生产的液环式抽气泵。液环泵的原理通常依赖于连续消耗新鲜的水在运转；自从1960年以后以闭路循环的油也有部分地被用来当作工作液体。大约1970年左右，油润滑的旋转叶片泵开始应用，在真空室内可能达到最低8mbar的残余压力，大约在1998年，最终出现了无油的闭路水循环的水环泵，在真空室内能够达到最低50mbar的残余压力。最初的真空挤出机运转中的真空度约为60%～70%。而现今的真空挤出装置通常就能达到152～51mbar的残余压力，相当于85%～95%的真空度。4 不同陶瓷领域内的挤出机如果不算卫生洁具的话，从过去到现在，挤出机的应用遍及陶瓷业的各个领域。这些应用领域包括日用陶瓷毛坯的生产，例如辊压挤出机生产的毛坯，建筑陶瓷中各种类型砖的生产，压制屋面瓦毛坯的生产，瓷砖和劈离砖的挤出成型生产，使用卧式挤出机但是通常使用垂直挤出机生产的陶管（图48），膨胀黏土质陶粒的造粒，陶瓷耐火材料的生产以及在未来技术陶瓷领域的应用，制造绝缘子中泥段（毛坯）的生产（图49），以及各种用途的精细蜂窝状结构陶瓷的挤出成型生产。就现状看挤出机的应用非常广泛，它已经超越了本文中涉及的这些范围，本文中描述了适合于所涉及领域的各种各样的结构形式，以及在一定程度上有高度原创性的具体解决方案。在某些领域，挤出机几乎已经被其他成型技术所代替。在现今的餐具行业里，盘子和杯具大多使用等压成型；在这些行业中挤出机仅用于特殊的用途以及传统的制造工艺中。在耐火材料行业中也是如此，液压机械差不多完全代替了挤出成型。在建筑陶瓷以及技术陶瓷对复杂轮廓形状产品的挤出成型生产中，挤出机依然占据主导地位。近年来，挤出机在这两个领域都有着值得称道的发展。人们发明了活塞式挤出机以及双级或者是三级形式的单螺旋绞刀和双螺旋绞刀的挤出机，这则完全取决于其用途。实践证明，市场是新产品开发的主要“驱动力”。如果没有这种市场需求，绝大多数的创新发明和产品开发终成泡影。50
科技纵横SCIENCE & TECHNOLOGY砖图50 ECT公司2006年生产的联合真空挤出机组表5 陶瓷材料挤出成型技术大事记年代事件公元前阿基米德（Archimedes）研究了埃及螺旋，后来被称作阿基250年米德螺旋，在他的著作“机械原理”中有描述英格兰的约翰・艾瑟瑞顿（John Etherington）建造了第一1610年台手工操作的活塞式制砖机，他随后也因此获得了一项专利荷兰高达（Gouda）市的J. S.斯普瑞克查夫（J. S. Spreck-1643年struyff）设计了一种用于制造黏土管道原材料制备用的黏土搅拌机，被认为是螺旋绞刀挤出机的萌芽1654年1767年奥托・方・盖里克（Otto von Guericke）在德国雷根斯堡（Regensburg）演示了马德保半球实验，证明了真空的存在瑞典船长卡尔・韦基勃莱德（Carl Wijnblad）发明了带卧式捏合机的软泥模制砖成型机霍斯腾贝格（Hostenberg）在美国圣彼得斯堡（St. Peters-1807年burg）发明并建造了一台活塞式挤出机，用于排水管的生产德国萨勒河畔的本斯贝格，水闸看管员贝尔（Bär of Bern-1827年burg an der Saale）建造了一台卧式双活塞挤出机，用于带有连接头（直径的套座）的黏土管道的生产1830年1852年英国人艾恩斯里（Ainslie）建造了第一台著名的辊压挤出机兰德尔（Randal）和萨恩德・勃瑞（Sander. Borie）在巴黎制造出带切坯机的卧式双螺旋绞刀挤出机的挤出机器出现了洛德・勃瑞戴利（Lord Berriedale）的具有水平螺旋1853年绞刀的卧式制砖机器。H.克莱顿（H. Clayton）在英格兰申请了一项带有螺旋绞刀和成型压辊的制砖机器专利卡尔・施里凯森（Carl Schlickeysen）设计了一台悬浮式螺1855年旋绞刀挤出机（用于塑性坯体的螺旋绞刀），获得了“通用专利制砖机”的专利瓦世界知识讲座20122012.5可以预想，作为陶瓷成型中最重要工艺之一的挤出成型，如果我们能有效地提出合适的解决方案以应对新的挑战，它将会一直保持它的优势。简单地回顾挤出机的发展历程，有两个方面的事态是很清晰的：一方面，就像艾萨克・牛顿（Isaac
Newton）所说：“我们都是站在巨人的肩上”，即挤出机的发展有赖于经验的传承。另一方面，以往解决问题方案的失败原因，要么是由于市场不够成熟，要么就是由于不具备工艺材料或者是技术控制条件。图48 用于陶瓷管生产的垂直挤出机图49 绝缘子生产中泥段（毛坯）的挤出成型市场又与立法者有着更紧密的联系，例如，在制定环境保护框架的条例中，是否考虑以法规形式规定将催化剂载体应用到发电厂和汽车，或者将微粒过滤器新产品应用于柴油机中（图50）。51
砖瓦世2012.5知识讲座科技纵横SCIENCE & TECHNOLOGY界卡尔・施里凯森（Carl Schlickeysen）发明了水润滑模具。他的首台蒸汽驱动的悬浮式螺旋绞刀挤出机在德国易北河畔的罗斯劳（Rosslau/Elbe）投入运行。在德国罗斯劳1858年（Rosslau）的格布尔・萨克森贝格（Gebr. Sachsenberg）发明的可移动托架式的手动切割机在罗斯劳首次与施里凯森的挤出机联合运行试验成功赫泰尔与施迈尔泽（Hertel & Schmelzer）在德国萨勒河畔1859年的尼恩堡（Nienburg/Saale）研制出第一台卧式挤出机格布尔・萨克森贝格（Gebr. Sachsenberg）在德国易北河畔的罗斯劳（Rosslau/Elbe）建造了第一台辊压机。亨利・克1862年莱顿（Henry Clayton）在伦敦的世界展览会上展示了他的双动活塞式挤出机。德・乌尔夫（De Wolfe）在美国建造了一台用于生产电缆包皮的挤出机利珀维茨（Lipowitz）使用双套壁式挤出机泥缸第一次进1868年行了对黏土坯体原材料的加热挤出成型试验格布尔・萨克森贝格（Gebr. Sachsenberg）在德国易北河畔的罗斯劳（Rosslau/Elbe）建造了一台垂直辊压挤出机，1870年在比特菲尔德（Bitterfeld）的珀尔科公司（Messrs. Polko）用于生产污水管施里凯森（Schlickeysen）建造了一台特殊的挤出机，螺旋1871年绞刀直径小但螺旋绞刀轴的转速相对较高，用于屋面瓦的挤出成型卡尔・施里凯森（Carl. Schlickeysen）发明喂料压泥辊（压1873年泥辊）施里凯森（Schlickeysen）建造了悬浮式污水管挤出机，并带有下部台座的连接头成型，这也是他的专利。德国罗1874年斯劳的萨克森贝格（Sachsenberg）又建造了用于污水管工业的立式辊压挤出机，并在比特菲尔德的珀尔科公司（Messrs. Polko）进行了成功地试验1878年施里凯森（Schlickeysen）为挤出机增加了第二个喂料压泥辊1906年1907年1924年在英国达彼市的本奈特—塞耶尔公司（Bennet & Sayer
1879年Ltd.，Nuns St.，Derby）发明了英国的第一台螺旋绞刀挤出机1880年罗尔曼（Rohrmann）在螺旋绞刀挤出机上挤出炻器质坯体的过程中成功地实现了冷却螺旋的目的卡尔・施里凯森（Carl. Schlickeysen）发明了用于保护刀具叶片磨损的可更换衬套（螺旋绞刀衬套）。P.普夫雷1881年德里尔（P. Pfleiderer）发明了第一台带有特殊设计的捏合叶片的双轴反向旋转以及非自锁的螺旋绞刀捏合机，用于塑性坯体原材料的搅拌和均化处理1883年斯塔德勒尔（Stadler）发明了屋面瓦的挤出成型1887年1888年卡尔・施里凯森（Carl. Schlickeysen）在机口模具中安装镀锌铁皮或钢板作为机口模具内衬尼德盖萨斯（Niedergesæss）的美国注册专利：润滑式制砖机口模具，可以使泥条实现水润滑、蒸汽加热或者油润滑1933年1933年1934年海尔姆斯特德特尔・通维尔克（Helmstedter Tonwerke）设计出用于挤出双层装饰砖的挤出机。在德国蔡茨（Zeitz）1890年附近，托伊凯恩（Teuchern）的艾尔弗特（Chr. Erfurt）发明了无轮毂的末端螺旋绞刀（螺旋绞刀头）L.施迈尔泽（L. Schmelzer jr.）发明了一种带有用以防止坯体原材料随螺旋绞刀旋转的螺旋形轮廓的、用于挤出机泥缸的内衬套，该内衬套由可更换的硬铸铁制造。施1893年迈尔泽还发明了一种称为可更换的补偿螺旋绞刀，用在锥形的挤出机泥缸中，能更好地根据螺旋绞刀的磨损量进行调整1894年赫泰尔（Hertel）在尼恩堡（Nienburg）建造了一台制砖机，在挤出机泥缸的末端可以鼓入蒸汽（加热泥料）1949年1957年1958年1960年1960年1898年用于挤出成型砖的可调整机口模具出现1 900年在美国第一次系统性地开展了抽真空挤出成型的工作陶瓷工程师斯坦利（R. H. Stanley）在美国获得了“用于黏土坯体成型之前的排气装置”的专利。第一批真空挤出1902年机在美国费城（Philadelphia）由查姆伯斯兄弟公司（Messrs.
Chambers Brothers）制成。德国马格德堡（Magdeburg）的格利泽曼（Griesemann）发明了阶梯式泥缸挤出机卡尔・・施里凯森（Carl. Schlickeysen）的专利，抵御反向压力（防止返泥）环德国拉根贝克（Laggenbeck）的凯乐公司（Messrs. Keller）发明了带有弧形曲线盘的切坯机用于在常压下由材料本身自密封的抽真空操作的排气式1913年螺旋绞刀由R. B.普瑞斯（R. B. Price）制成，用于陶瓷坯体中水及挥发性物质的排气J. W.斯坦因勒（J. W. Steinle）制造出带有数个连续排气1915年区域的排气螺旋绞刀，机器带有多个停滞盘以及机体机架的调节装置，用于橡胶类原材料的真空排气1920年硬塑挤出成型在美国出现R. H.斯坦利（R. H. Stanley）设计的抽真空螺旋绞刀挤出机被授予美国1 478 842号专利，并由俄亥俄州坎顿市1922年（Canton/Ohio）的勃恩纳特公司（Messrs. Bonnot）制造。E.
C.宾汉姆（E. C. Bingham）创造了宾汉（Bingham）模型，用来表示陶瓷坯体原材料的流变学特性K.普法弗尔考恩（K. Pfefferkorn）发明可塑性检测方法（由冲击方法）在德国比特费尔德（Bitterfeld）附近的沃尔芬（Wolfen）IG—法尔本公司（IG-Farben）的W.梅斯坎特（W. Meskat）认识到了挤出成型过程中螺旋绞刀叶片与坯体流动特性（流1930年变学特性）之间的联系，并首次提出螺旋绞刀的设计参数。热塑成型在德国首次试验获得成功。采用了喂料压泥板瑞士的迪尔斯特（Dr. Dürst）博士的黏土原材料抽真空方法获得了德国皇家专利（DRP），该专利方法是德国格尔利茨（Görlitz）的劳帕赫公司（Messrs. Raupach）和马格德堡1931年（Magdeburg）的格利泽曼（Messrs. Griesemann）公司制造真空挤出机的基础。马格德堡（Magdeburg）的卡尔・莱默尔（Karl Leimer）和迪尔斯特（Dr. Dürst）博士开发并注册了一项新型真空挤出机的专利）的翰德乐公司（Messrs. Händle）德国慕拉克尔（Mühlacker制造了他们的第一台真空挤出机德国格尔利茨（Görlitz）的劳帕赫公司（Messrs. Raupach）首次为瓷器业开发和制造了真空挤出机格尔利茨（Görlitz）的罗舍尔（Roscher）公司用他们自己的专利制造出了真空挤出机并将其投放到了市场翰德乐公司（Messrs. Händle）在欧洲首次将一台包括有双1935年轴搅拌机、削泥装置、真空室和螺旋绞刀挤出机（下级）的联合真空挤出机组投放市场1936年真空挤出机在瓷器业中得到广泛应用格尔利茨的劳帕赫公司（Messrs. Raupach）为陶瓷工业提1938年供了超过400台的真空挤出机，其中100台已交付给了瓷器业德国康士坦茨（Constance）的利特尔维尔克（Rieterwerke）发表了“螺旋绞刀挤出机的基本设计原理”M.格利曼尔（M. Grimal）在法国的里尔蒙特（Realmont）采用了热塑成型工艺德国布朗（Braun）公司发明了带有调节滑块的可调式压力头（机头）E.哈尔曼（E. Hallmann）提出了一种挤出机设计的基本方法在德国首次从陶瓷坯体原材料试验生产出蜂窝状结构的陶瓷催化转换器载体52
科技纵横SCIENCE & TECHNOLOGY砖53瓦世界知识讲座2012.52012[3] R ymon-Lipinski T，Gebhardt F（1994）Roll-Pressing of Ceramic
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heavy clay industry J Interceram 26（3）：192-1951960年1961年1966年1967年法国马赛（Marseille）的尤尼塞拉姆（Uniceram）发明了液压操作的活塞式真空挤出机，用于硬塑挤出成型布拉德利（Bradley）—克利文（Craven）公司在英格兰开发了硬塑挤出成型O.C.佩尔斯・洛伊斯登（O.C. Pels Leusden）为机口模具结构确立了七条法则，开创了机口模具计算的最初阶段）的挤出机上实现了硬塑德国在一台翰德乐公司（Händle挤出成型德国康斯坦斯的利特公司（Messrs. Rieter）开发出了“欧式压力挤出机”（“Europresse”，国内也称为“环槽式挤1970年出机——译者注”），设计方式为一种转子型挤出机，并在1974年采用1970年在日本成功地进行了挤出蜂窝状结构陶瓷的试验。第一批生产工厂约在1975年建成康宁玻璃公司（Messrs. Corning Glass Works）的R.D.巴格莱博士（Dr. Rodney Delano Bagley）获得了挤出蜂窝状结1971年构陶瓷（催化转换器载体）的一项专利。在日本也授予了一批陶瓷催化转换器载体挤出成型的专利1975年1975年1977年使用IZF（德国制砖瓦研究所）压力头模型对挤出机压力头进行优化由堇青石质陶瓷材料通过挤出成型生产出了催化转换器载体M. S.克罗恩贝格（M. S. Chronberg）提出电泳式辊压挤出机，即“大象”装置系统）制造的“大象”电泳式辊压挤德国的翰德乐公司（Händle（Evreux）的塞拉利特公司（Messrs.
1980年出机在法国埃弗勒克斯Ceralit）交付使用德国伯希特斯加登（Berchtesgaden）的安东・斯迪格勒尔（Anton Stigler）设计出放射式干粉挤出成型机RTS。后1983年）在来由德国慕拉克尔的翰德乐公司（Händle/Mühlacker1988年慕尼黑的陶瓷展览会上展出1985年1990年1999年F.拉恩格尔（F. Laenger）提出了挤出机设计的计算机模拟模型德国耐火材料和陶瓷工业研究所重新对辊压挤出成型技术用于多层坯体原材料的挤出成型进行了研究开发布朗公司（Messrs. Braun）提出了一种挤出成型工具的模拟模型标准参考文献[1] I ttner H（1986）C.I.P. with the R.T.S. system. J cfi/Berichte der DKG（German Ceramic Society Report）63（3）：126[2] Kerl B（1907）Handbuch der gesamten Thonwarenindustrie.
Überarbeitet von Cramer und Hecht，Braunschweig，3. Auflage（上接第31页）综合以上情况，以及目前砖瓦行业招工难、成本高的现状，砖厂可以考虑三码车与卸砖机相结合的方式，平时以三码车为主，保证企业全年产量最低时所需三码车的数量（冬季或销售淡季），卸砖设备基本停滞，不能发挥作用。而在其他季节以及销售旺季，三码车所出砖与产量差额则由卸砖机解决，而且，可采用卸砖机直接装车，不加其他附属设备。如果空车码砖为12层以上，则无需采用实垛上车。如10层及以下，可在运输车辆上进行码垛，从前面往后赶，最终装满车。如果以目前出砖费用大体为0.02元每块计算，基本3年左右即可收回投资，但不包括其他节省的费用。随着人工费的上涨，投资回收期还会缩短。以上为本人生产过程中的一些体会，总之，卸砖机的优越性会逐渐体现出来，如何最大限度地将其作用发挥出来则必须结合本企业的实际情况。
