CN103253926A - 一种铝质高压电瓷及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

一种铝质高压电瓷，包括原料和釉料，所述原料包括含量86%以上铝矾土57%、含铝量20%含镁量10%青草岭11%、含铝量25%黑泥10%、长石粉 6%、含铝量22%小磺土16%；所述釉料包括氧化锰5%、氧化锆8%、氧化铬3%、小磺土5%、三宝9%、潮器15%、腐植酸钠5%、石英15%、方解石5%、黑泥25%、高岭土5%。生产工艺包括步骤配料，球磨，过筛，混合池，压滤，荒练，困料，陈腐，练泥，阴干，修坯，干燥，上釉，烧成，切割、研磨、胶装。解决了高压电瓷产品机械强度低、抗折强度低的问题。具有成本低、机械强度高、抗折强度高的特点，且工艺简单、易操作和控制。

Description

一种铝质高压电瓷及其生产工艺

技术领域

    本发明涉及一种铝质高压电瓷及其生产工艺。

背景技术

    高压电瓷材料是高压输变电线路的重要组成部分,为适应超高压、特高压、大电流、大跨距电力线路的需要，国内外竞相开展了以提高电瓷力、热、电性能为宗旨的科学研究，其成果不断涌现。

1）普通电瓷材料     早期的电瓷以长石质瓷为主，它以石英、长石、粘土为原料，瓷成分为10％－20％石英、10％－20％莫来石、60％－80％的气孔和玻璃相。长石质普通瓷的颗粒粗，成型性能良好，但机械强度低，抗折强度仅为30MPa－50MPa，因价格便宜，工艺简单而广泛地使用于不需要高强度的绝缘子、瓷套中。     2） 高强电瓷材料     高硅质电瓷材料，高强度电瓷产品的发展是以石英应力理论为基础的高石英瓷，它是在普通瓷的基础上，调整粘土、长石、石英的比例而得到的较高强度瓷。六十年代末我国已生产出高硅质瓷悬式产品，但普遍存在早期严重劣化现象。主要原因是由于工艺和配方不相适应,石英/方石英颗粒引发的微裂纹使承受负荷的绝缘子因裂纹增大而丧失强度，石英的方石英化并未形成所希望的压应力，而是存在有害应力和过大的膨胀系数。     铝质电瓷材料，为了满足更高电压等级对瓷强度的要求，人们希望能找到一种具有更高强度的电瓷材料来替代现有的电瓷产品。1931年，西门子公司将烧结氧化铝陶瓷用于制造火花塞绝缘子，引发了对高铝陶瓷所用原料、配方、添加剂的选择、制造工艺、烧结理论及显微结构等的研究。在这方面，日本、德国、美国、瑞典及前苏联等国都有报导。我国在五十年代末开始试制铝质瓷，八十年代末国内已能小批量生产超高压电瓷材料。九十年代，我国已规模生产超高压电瓷产品，但材料的综合性能一直偏低，生产成本偏高，其根本原因在于工艺水平落后。在铝质瓷中，刚玉取代石英构成了具有高弹性模量的结构组分，瓷质的热膨胀系数和内在应变小，耐电弧性能提高，裂纹的发展速度降低。用铝质瓷取代硅质瓷，不仅使产品的可靠性有了极大的提高，而且使瓷绝缘子长期存在的质量问题大为减少，从普通瓷到高硅质瓷，进而发展到铝质瓷是电瓷工业发展史上极为重要的一步。

发明内容

本发明其目的就在于提供一种铝质高压电瓷及其生产工艺,解决了高压电瓷产品机械强度低、抗折强度低的问题。具有成本低、机械强度高、抗折强度高的特点，且工艺简单、易操作和控制。

实现上述目的而采取的技术方案，

包括原料和釉料，所述原料包括含量86%以上铝矾土 57%、含铝量20%含镁量10%青草岭11%、含铝量25%黑泥10%、长石粉  6%、含铝量22%小磺土16%；所述釉料包括氧化锰5%、氧化锆8%、氧化铬3%、小磺土5%、三宝9%、潮器15%、腐植酸钠5%、石英15%、方解石5%、黑泥25%、高岭土5%。

一种铝质高压电瓷生产工艺，包括步骤：

    1）配料，原料分精料及普料两种配方，精料为管体配制，普料为星柱配制，其中配方包括，精料陶管料配方，铅矾土  57%、长石粉  6%、小磺土16%、

青草岭 11%、黑泥10%   、腐植酸钠 0.03%；普料陶管料配方，小磺土45%、潮器  15% 、高岭土30% 、三保10%；

    2）球磨，湿法细磨70 ～80h制成备用泥浆；

3）过筛，120目过筛、电磁除铁器除铁；

4）混合池，备用泥浆加上修坯后剩余料制成泥浆； 

5）压滤，压滤机除去泥浆中的水，压成泥饼； 

    6）荒练，将泥饼在练泥机中挤压成泥段； 

    7）困料，陈腐，将泥饼放在不见日光、空气不流通的室内或密闭容器内，保持2～3天； 

 8）练泥，在真空练泥机中练泥，挤制成型为毛坯； 

9）阴干，电阴干、自然阴干，棒形料3 ～5天,套管料2周；  

10）修坯，修坯机中修坯； 

 11）干燥，全自动烘房，以热空气为热源；

 12）上釉，按原料氧化锰5%、氧化锆8%、氧化铬3%、小磺土5%、三宝9%、潮器15%、腐植酸钠5%、石英15%、方解石5%、黑泥25%、高岭土5%配制釉料，经粉碎、球磨、过筛除铁按浸釉法、淋釉法制备釉料； 

13）烧成，对易变形的采取吊烧，对不易变形的采取坐烧； 

14）切割、研磨、胶装。

    与现有技术相比本发明具有以下优点。

 由于采用了刚玉取代石英构成了具有高弹性模量的结构组分，瓷质的热膨胀系数和内在应变小，耐电弧性能提高，裂纹的发展速度降低，因而解决了高压电瓷产品机械强度低、抗折强度低的问题。具有成本低、机械强度高、抗折强度高的特点，且工艺简单、易操作和控制。

具体实施方式

    一种铝质高压电瓷，包括原料和釉料，所述原料包括含量86%以上铝矾土 57%、含铝量20%含镁量10%青草岭11%、含铝量25%黑泥10%、长石粉  6%、含铝量22%小磺土16%；所述釉料包括氧化锰5%、氧化锆8%、氧化铬3%、小磺土5%、三宝9%、潮器15%、腐植酸钠5%、石英15%、方解石5%、黑泥25%、高岭土5%。

一种铝质高压电瓷生产工艺，包括步骤：

    1）配料，原料分精料及普料两种配方，精料为管体配制，普料为星柱配制，其中配方包括，精料陶管料配方，铅矾土  57%、长石粉  6%、小磺土16%、

青草岭 11%、黑泥10%   、腐植酸钠 0.03%；普料陶管料配方，小磺土45%、潮器  15% 、高岭土30% 、三保10%；

    2）球磨，湿法细磨70 ～80h制成备用泥浆；

3）过筛，120目过筛、电磁除铁器除铁；

4）混合池，备用泥浆加上修坯后剩余料制成泥浆； 

5）压滤，压滤机除去泥浆中的水，压成泥饼； 

    6）荒练，将泥饼在练泥机中挤压成泥段； 

    7）困料，陈腐，将泥饼放在不见日光、空气不流通的室内或密闭容器内，保持2～3天； 

 8）练泥，在真空练泥机中练泥，挤制成型为毛坯； 

9）阴干，电阴干、自然阴干，棒形料3 ～5天,套管料2周；  

10）修坯，修坯机中修坯； 

 11）干燥，全自动烘房，以热空气为热源；

 12）上釉，按原料氧化锰5%、氧化锆8%、氧化铬3%、小磺土5%、三宝9%、潮器15%、腐植酸钠5%、石英15%、方解石5%、黑泥25%、高岭土5%配制釉料，经粉碎、球磨、过筛除铁按浸釉法、淋釉法制备釉料； 

13）烧成，对易变形的采取吊烧，对不易变形的采取坐烧； 

14）切割、研磨、胶装。

所述比例按球磨数为标准单位，一个球磨所装原料为2.5吨。

实施例

一：设备的构成及作用

1     大型橡胶球磨机：碾碎各种按配方混配的原料，用电力碾成120目细小颗粒；

2     高速搅拌机、振动筛、磁选机、柱塞泵、滤泥机等设备的功能为使电瓷料均匀，除铁除杂及脱水作用；

3     260 及350型不锈钢真空练泥机分别用于对电瓷泥中的空气气泡的抽取，成型达到更高致密度；

4     120平米大型烘干锅炉，用于对成型高压泥管进一步脱水；

5     立体式梭式窑，烧制成品需达到1280度高温，梭式窑是烧制电瓷产品的理想窑具；

6     水压机，为电瓷管理想的致密性绝缘性进行精确测试；

7     车床、切割机、131大型磨床为成型的高压电瓷管做精确切割，电焊机、切割机、设备制造时使用。

二  原料的构成

高压电瓷原料按一定比例由：

1河南巩义铝矾土；

2广东清远青草岭；

3 福建漳州黑泥；

4 星子高岭土；

5 上饶小磺土。

高压电瓷釉料按一定比例由：

氧化铬5%、氧化锆8%、氧化铬3%、小磺土5%、三宝9%、潮器15%、腐植酸钠5%、石英15%、方解石5%、黑泥25%、高岭土5%。

三 产品的各项指标

电瓷是最好最经济的绝缘体，不过在超低温时它又是非常好的导体，其电阻接近于0。经权威部门检测，送检产品以￠76管系列为例各项指标如下：

1 耐受低频电强度： 25KV（有效值）

2 抗弯强度：≥700×10⁵(pa)

3 平均线膨胀系数：3.0～6.5×10^-6/℃(20℃～100℃)                                                  3.0～7.0×10^-6/℃(20℃～500℃)

4 体积密度：≥2.32g/cm³     

5 导热率：0.004cal/cm.sec℃

6 孔隙性；不吸红

7 抗张强度：大于6.9mpa(平均水压大于11.5mpa)

四 生产工艺流程 

 1、原料：主要有铝矾土，石英，长石等 ；

2、配料:电子秤；  

3、球磨：湿法细磨→泥浆（70 ～80h） ；

 4、过筛（120目）、除铁（电磁除铁器）；

 5、混合池：新泥浆＋修坯后剩余料制成泥浆； 

 6、压滤：压滤机（榨泥机）除去泥浆中的水，压成泥饼； 

7、荒练：将泥饼在练泥机中挤压成泥段； 

8、困料（陈腐）：将泥饼放在不见日光、空气不流通的室内或密闭容器内，保持2～3天； 

 9、练泥：（真空练泥机）坯体组织疏松，不均匀，含有大量气泡，降低了可塑性。挤制成型→毛坯； 

10、阴干：电阴干、自然阴干（棒形：3 ～5天,套管：2周）；使水分均匀，含水量降低便于修坯；  

11、修坯： 修坯机（立式、卧式；电脑控制、人工手动）； 

 12、干燥：全自动烘房，以热空气为热源；

 13、上釉： 上釉：原料（粘土、石英等）、粉碎、配料、球磨、过筛除铁、釉料 ，目的是提高瓷的机械强度、化学稳定性、介电性能和热稳定性 方法：浸釉法、淋釉法；铝质高压管分白色和棕色两种：

12－1棕色管釉料配方：原料氧化锰5%、氧化锌8%、氧化铬3%、小磺土5%、三宝9%、潮器15%、腐植酸钠5%、石英15%、方解石5%、黑泥25%、高岭土5%配制釉料，比重为1.5

12－2白色管釉料配方：原料氧化锆5%、氧化锌8%、氧化铬3%、小磺土5%、三宝9%、潮器15%、腐植酸钠5%、石英15%、方解石5%、黑泥25%、高岭土5%配制釉料，比重为1.42

经粉碎、球磨、过筛除铁按浸釉法、淋釉法制备釉料； 

 14、烧成：是坯体在高温作用下致密化，完成预期的物理化学反应。吊烧（对易变形）、坐烧（对不易变形）瓷件； 

15、切割、研磨、胶装。

Claims (2)

1.一种铝质高压电瓷，包括原料和釉料，其特征在于，所述原料包括含量86%以上铝矾土 57%、含铝量20%含镁量10%青草岭11%、含铝量25%黑泥10%、长石粉  6%、含铝量22%小磺土16%；所述釉料包括氧化锰5%、氧化锆8%、氧化铬3%、小磺土5%、三宝9%、潮器15%、腐植酸钠5%、石英15%、方解石5%、黑泥25%、高岭土5%。

2.根据权利要求1所述的一种高压电瓷生产工艺，其特征在于，包括步骤：

    1）配料，原料分精料及普料两种配方，精料为管体配制，普料为星柱配制，其中配方包括，精料陶管料配方，铅矾土  57%、长石粉  6%、小磺土16%、

青草岭 11%、黑泥10%   、腐植酸钠 0.03%；普料陶管料配方，小磺土45%、潮器  15% 、高岭土30% 、三保10%；

    2）球磨，湿法细磨70 ～80h制成备用泥浆；

3）过筛，120目过筛、电磁除铁器除铁；

4）混合池，备用泥浆加上修坯后剩余料制成泥浆； 

5）压滤，压滤机除去泥浆中的水，压成泥饼； 

   6）荒练，将泥饼在练泥机中挤压成泥段； 

   7）困料，陈腐，将泥饼放在不见日光、空气不流通的室内或密闭容器内，保持2～3天； 

   8）练泥，在真空练泥机中练泥，挤制成型为毛坯； 

9）阴干，电阴干、自然阴干，棒形料3 ～5天,套管料2周；  

10）修坯，修坯机中修坯； 

 11）干燥，全自动烘房，以热空气为热源；

   12）上釉，按原料氧化锰5%、氧化锆8%、氧化铬3%、小磺土5%、三宝9%、潮器15%、腐植酸钠5%、石英15%、方解石5%、黑泥25%、高岭土5%配制釉料，经粉碎、球磨、过筛除铁按浸釉法、淋釉法制备釉料； 

13）烧成，对易变形的采取吊烧，对不易变形的采取坐烧； 

14）切割、研磨、胶装。