CN103253490B - 一种以镁橄榄石为原料的陶瓷托轮及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种以镁橄榄石为原料的陶瓷托轮及其制备方法；具体技术方案是：先以85～98wt%镁橄榄石细粉和2～15wt%的结合粘土细粉为原料，外加上述原料1～10wt%的结合剂，混合5～60分钟，机压成型或者挤泥成型，先经过24小时常温下自然养护，60～110℃的条件下干燥12～36小时；然后在1200～1500℃×2～8小时的空气中烧成，自然冷却；烧好的陶瓷托轮经过安装金属轴承后，可以在皮带运输设备代替现有金属托轮使用。本发明具有原料丰富、生产成本低和易于工业化生产的特点；用该方法制备的镁橄榄石质陶瓷托轮不仅性能优良，且使用寿命长；适用于皮带运输设备的新型托轮材料，也可以用于其他耐磨部件。

Description

一种以镁橄榄石为原料的陶瓷托轮及其制备方法

技术领域

本发明属于陶瓷材料技术领域，具体涉及一种以镁橄榄石为原料制备的陶瓷托轮及其制备方法。

背景技术

国内外的煤炭、矿山、港口、制造业等行业在块料和粉料的运输、装卸等作业环节大量使用皮带运输机，皮带运输机依靠其皮带支撑块料或者粉料，在托轮上移动实现物料的输送。皮带运输机的托轮在长时间作业下由于磨损而需要更换。现有皮带运输机的托轮采用钢铁材料制备，其优点是制作方便，但大量消耗钢铁材料，价格相对较高，而且由于钢铁材料的密度大，皮带运输机的自重较大。

针对现有皮带运输机用托轮存在寿命低、钢铁材料消耗大、自重较大等问题，并根据皮带运输机对托轮的要求，迫切需要开发一种耐磨损、制作方便、原料易得、价格低、使用寿命高的托轮。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种以镁橄榄石为原料的陶瓷托轮及其制备方法，能够克服现有金属托轮材料存在的问题，使用各种天然镁橄榄石矿物或者煅烧后废弃镁橄榄石粉为原料，生产成本低，易于工业化生产；同时，用该方法制备的皮带运输机用陶瓷托轮强度高、耐磨性能好、自重轻等特点，有利于延长皮带运输机托轮的寿命，提高皮带运输机的工作效率，减少皮带运输机的检修时间。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种以镁橄榄石为原料的陶瓷托轮的制备方法，包括以下步骤：

1）配料、成型：

先以85～98wt%镁橄榄石细粉和2~15wt%的结合粘土细粉为原料，外加上述原料1~10wt%的结合剂，混合5~60分钟，机压成型或者挤泥成型，

2）干燥、烧结

将步骤1）成型的坯料常温下自然养护24小时，然后在60~110℃干燥12~36小时，再对坯料在1200~1500℃进行烧结，烧结时间为2~8小时，冷却；

3）将步骤2）所得的材料安装金属轴承，得到以镁橄榄石为原料的陶瓷托轮。

优选的方案中，步骤1）中配料时以92wt%镁橄榄石细粉和8wt%的结合粘土细粉为原料，外加上述原料5wt%的结合剂，然后混匀成型。

所述的镁橄榄石细粉采用天然镁橄榄石矿或者煅烧后镁橄榄石料加工而成，其中MgO含量≥20wt%，粒径≤1mm。

所述的结合粘土细粉中Al₂O₃含量≥30wt%，粒径小于0.1mm。

所述的结合剂为木质素磺酸钙、木质素磺酸钠、亚硫酸纸浆废液、工业糊精粉或聚乙烯醇中的一种，结合剂在使用时先调制为浓度为1.0~1.25g/ml的水溶液。

通过上述方法得到的以镁橄榄石为原料的陶瓷托轮可以在皮带运输设备代替现有金属托轮使用。

陶瓷材料具有来源广泛，强度高、硬度高、耐高温、耐腐蚀，成型性优越，可设计性好等一系列优点，特别是镁橄榄石矿物材料在我国储量较大、现有开发利用不充分、废弃的镁橄榄石矿物及煅烧后的镁橄榄石细粉部分直接填埋造成浪费。

本发明研发的以镁橄榄石为原料制备陶瓷托轮，一方面充分利用天然镁橄榄石矿物或者煅烧后废弃的镁橄榄石粉，充分利用各种品位的镁橄榄石天然原料或者煅烧后废弃的镁橄榄石粉为原料，解决低品位天然镁橄榄石矿物的利用和煅烧后废弃的镁橄榄石粉的固体废弃物排放问题，原料丰富、生产成本低；采用镁橄榄石制备的陶瓷托轮，不仅提高了托轮的使用寿命，还能节省大量钢材，有利于环保。

本发明制备的陶瓷托轮具有有效利用各种镁橄榄石原料、强度高、耐磨损、制造方便、价格较低、自重轻等特点，有利于延长托轮的寿命；该陶瓷托轮在与皮带摩擦运输物料过程中磨损量小，且具有其他传统金属托轮不具有的抗酸性物质侵蚀的能力；另外发明制备的陶瓷托轮也可以广泛使用于其它耐磨的部位，同时由于陶瓷托轮采用高温烧成，耐高温性能好，相关陶瓷材料还可以取代某些金属部件，在冶金、建材、化工、机械、电力等高温工业的设备上使用，适应于1000℃以下的各种温度环境使用。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的描述，并非对保护范围的限制：

为避免重复，先将本具体实施方式所涉及原料的技术参数统一描述如下，实施例中不再赘述：

镁橄榄石细粉的MgO含量≥20wt%，粒径≤1mm。

结合粘土中Al₂O₃含量≥20wt%，粒径小于0.1mm。

结合剂为木质素磺酸钙、木质素磺酸钠、亚硫酸纸浆废液、工业糊精粉、聚乙烯醇中的一种，这些结合剂使用时先调制成浓度为1.0~1.25g/ml的水溶液。。

实施例1

一种以镁橄榄石为原料制备的陶瓷托轮及方法：

先以85～88wt%镁橄榄石细粉和12~15wt%的结合粘土细粉为原料，外加上述原料1~4wt%的木质素磺酸钙，混合5~20分钟，机压成型，先经过24小时常温下自然养护，60~110℃的条件下干燥24~36小时；然后在1200~1300℃×7~8小时的空气中烧成，自然冷却；烧好的陶瓷托轮经过安装轴承后，可以在皮带运输设备代替现有金属托轮使用。

实施例2

一种以镁橄榄石为原料制备的陶瓷托轮及方法，其制备方法中除结合剂为木质素磺酸钠外，其余同实施例1。

实施例3

一种以镁橄榄石为原料制备的陶瓷托轮及方法，其制备方法是：

先以88～92wt%镁橄榄石细粉和8~12wt%的结合粘土细粉为原料，外加上述原料4~7wt%的木质素磺酸钙，混合20~30分钟，挤泥成型，先经过24小时常温下自然养护，60~110℃的条件下干燥12~24小时；然后在1300~1400℃×6~7小时的空气中烧成，自然冷却；烧好的陶瓷托轮经过安装轴承后，可以在皮带运输设备代替现有金属托轮使用。

实施例4

一种以镁橄榄石为原料制备的陶瓷托轮及方法，其制备方法是：

先以92～95wt%镁橄榄石细粉和5~8wt%的结合粘土细粉为原料，外加上述原料7~10wt%的木质素磺酸钙，混合30~40分钟，机压成型，先经过24小时常温下自然养护，60~110℃的条件下干燥12~24小时；经过24小时自然干燥和在60~110℃的条件下干燥12~24小时；然后在1350~1450℃×4~6小时的空气中烧成，自然冷却；烧好的陶瓷托轮经过安装轴承后，可以在皮带运输设备代替现有金属托轮使用。

实施例5

一种以镁橄榄石为原料制备的陶瓷托轮及方法，其制备方法是：

先以95～98wt%镁橄榄石细粉和2~5wt%的结合粘土细粉为原料，外加上述原料5~8wt%的木质素磺酸钙，混合40~60分钟，挤泥成型，先经过24小时常温下自然养护，60~110℃的条件下干燥12~24小时；然后在1400~1500℃×2~4小时的空气中烧成，自然冷却；烧好的陶瓷托轮经过安装轴承后，可以在皮带运输设备代替现有金属托轮使用。

实施例6

一种以镁橄榄石为原料制备的陶瓷托轮及方法，其制备方法中除成型采用机压成型外，其余同实施例5。

Claims (5)

1.一种以镁橄榄石为原料的陶瓷托轮的制备方法，其特征在于:包括以下步骤：

1）配料、成型：

先以85～98wt%镁橄榄石细粉和2~15wt%的结合粘土细粉为原料，外加上1~10wt%的结合剂，混合5~60分钟，机压成型或者挤泥成型；

所述的镁橄榄石细粉采用天然镁橄榄石矿或者煅烧后镁橄榄石料加工而成，其中MgO含量≥20wt%，粒径≤1mm；

2）干燥、烧结

将步骤1）成型的坯料常温下自然养护24小时，然后在60~110℃干燥12~36小时，再对坯料在1200~1500℃进行烧结，烧结时间为2~8小时，冷却；

3）将步骤2）所得的材料安装金属轴承，得到以镁橄榄石为原料的陶瓷托轮。

2.根据权利要求1所述的以镁橄榄石为原料的陶瓷托轮的制备方法，其特征在于：步骤1）中配料时以92wt%镁橄榄石细粉和8wt%的结合粘土细粉为原料，外加上5wt%的结合剂，然后混匀成型。

3.根据权利要求1所述的以镁橄榄石为原料的陶瓷托轮的制备方法，其特征在于：所述的结合粘土细粉中Al₂O₃含量≥30wt%，粒径小于0.1mm。

4.根据权利要求1所述的以镁橄榄石为原料的陶瓷托轮的制备方法，其特征在于：所述的结合剂为木质素磺酸钙、木质素磺酸钠、亚硫酸纸浆废液、工业糊精粉或聚乙烯醇中的一种，结合剂在使用时先调制为浓度为1.0~1.25g/ml的水溶液。

5.根据权利要求1-4之一所述的制备方法制得的陶瓷托轮。