CN105418057A - 瓷套管制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种瓷套管制备方法，该方法的步骤如下：(1)按照配方制备泥料；其中，泥料中含有的组分和各组分质量百分比如下：莫来石和刚玉的混合物：45％-55％；长石：5％-8％；伊利石：6-％10％；粘土：30％-40％；矿化剂：2％-5％；(2)将泥料投入真空练泥机中练泥；(3)再通过电阴干对练泥后的泥料进行干燥，干燥后陈腐处理；(4)成型：采用内外仿型修坯机修坯成型；(5)接着进行自然阴干，然后再进入烘房干燥；(6)上釉；(7)装烧：采用先坐后吊的方法进行装坯，并且其中烧结温度为1208-1218℃。本发明不仅能够提高瓷套的合格率，使产品性能优良、稳定，而且高效节能和环保。

Description

瓷套管制备方法
技术领域
本发明涉及一种瓷套管制备方法，主要用于高压输变电设备关键元器件的超大型、超高强度包括550-1100kV超高压、特高压用变压器、互感器、断路器瓷套的制备。
背景技术
目前，随着我国电力工业发展迅速，为解决我国能源和电力负荷分布不均、超高压、特高压电网的建设是实现远距离大容量输电的应用，实现能源高效使用，资源优化配置，保护环境，具有十分重要的意义。在超高压、特高压高强度大瓷套生产过程中，采用湿法成型，对配方工艺性能要求很高，目前绝大多数厂家都采用干法成型工艺，采用二次投料，球磨时间达20多小时，制泥采用喷雾干燥造粒，等静压压制毛坯，坯件采用干修成型，还原焰烧成工艺。为解决高、大型产品湿法成型坯件易变形、开裂的质量问题，提高制造过程合格率，都期待一种在工艺上有突破、解决生产过程质量问题的有效方法和工装设备。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种瓷套管制备方法，它不仅能够提高瓷套的合格率，使产品性能优良、稳定，而且高效节能和环保。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种瓷套管制备方法，该方法的步骤如下：
(1)按照配方制备泥料；其中，泥料中含有的组分和各组分质量百分比如下：莫来石和刚玉的混合物：45％-55％；长石：5％-8％；伊利石：6-％10％；粘土：30％-40％；矿化剂：2％-5％；
(2)将泥料投入真空练泥机中练泥；
(3)再通过电阴干对练泥后的泥料进行干燥，干燥后陈腐处理；
(4)成型：采用内外仿型修坯机修坯成型；
(5)接着进行自然阴干，然后再进入烘房干燥；
(6)上釉；
(7)装烧：采用先坐后吊的方法进行装坯，并且其中烧结温度为1208-1218℃。
进一步为了缩短球磨时间，提高研磨效率，在步骤(1)中，将长石、伊利石以及莫来石和刚玉的混合物先进行砂磨，并控制细度为340目筛余0.02-0.08％，然后加水调成料浆，接着一次投料，将料浆再配入粘土和矿化剂，混合球磨3.0-4.0小时，并控制细度为250目筛余0.4-0.8％，再经过多次过筛，多次除铁，榨泥和二次粗练，最后陈腐不少于120小时。
进一步为了提高练泥效率和练泥质量，在步骤(2)中，真空练泥机采用腰鼓形出口设计和逐级压缩出口设计，出口先扩大再到压缩，并且压缩采用三级压缩法，从出口1000mm扩大到1500mm-1600mm，再逐级压缩到1150mm-1050mm，根据产品尺寸大小接出口800mm-1150mm。
进一步为了缩短周期，并使干燥时水分均匀，在步骤(3)中，电阴干采用微波干燥，水分由18.5％-19.5％干燥到16.2％-17.2％，并且在干燥中，频率采用45GHz±25MHz，干燥的最高工作温度≤90℃。
进一步为了避免坯件开裂的现象，在步骤(4)中，成型中，坯件的水分控制在16.0％-17.0％，内外仿型修坯机采用蛇形合金钩刀和问号合金刀进行内外修坯，采用海棉、橡胶皮套、苏打水进行抹坯。
进一步为了解决坯件变形严重的问题，在步骤(5)中，成型后坯件在指定的区域进行自然阴干3-5天，在阴干期间每天对坯件进行校正、校直，待坯件发麻白后进入烘房干燥，采用专用升温曲线进行干燥，并控制出烘水分≤2.5％。
进一步，在步骤(6)中，采用自动淋釉工艺对产品进行淋釉，淋釉浓度48-50Be；淋釉时上、下坯时设计了专用工装。
进一步为了达到使坯件拉直不变形的效果，在步骤(7)中：所述先坐后吊的方法进行装坯为：先将坯件装在窑车上放平、塞直后进行烧制，待坯件烧成到一定温度时，将坯件起吊，吊烧高度为230-280mm，再进行烧制。
进一步为了使烧成时间短，污染少，且燃气成本节约15％左右，绿色环保，在所述的步骤(7)中，烧成阶段：当温度为烧点火温度～650℃，升温速度为20-30℃/小时，当温度为650℃-990℃，升温速度为50-60℃/小时；保温阶段：温度为990℃；烧结阶段：温度为990℃～烧结温度，升温速度20-30℃/小时；烧结温度保温，温度为1208-1218℃；冷却阶段，当温度为停火温度-900℃，冷却速度-105℃～-110℃/小时；当温度为900℃～120℃，冷却速度为－20℃/小时，整个烧成采用氧化焰烧成。
采用了上述技术方案后，本发明制备的瓷套管制备方法合格率高，产品性能优良、稳定，最重要的是高效节能，绿色制造，符合我国环保理念。本发明是采用新型的电瓷新材料配方，在好几个工序工艺上、设备工装上进行突破，解决了用湿法成型生产超大型、超高强度瓷套产品开裂、变形及产品强度的配方、工艺质量问题。
具体实施方式
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例，对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
本实施例一的方法用于生产550kV高4790mm，最大伞径570mm超大型高强度互感器瓷套管，它的具体方法是：
1)将莫来石+刚玉：45％；长石：8％；伊利石，10％先进行砂磨，砂磨时间1.5小时，细度为340目筛余0.08％，然后加水调成料浆，接着一次投料，将料浆打入球磨机内，再配入粘土35％，矿化剂2％，混合球磨3.0-4.0小时，细度250目筛余0.4-0.8％，再过6道筛，4次除铁，榨泥，二次粗练，陈腐不少于120小时，改善泥料可塑性。
2)在ZL1000真空练泥机练泥，真空练泥机采用腰鼓形出口设计和逐级压缩出口设计，先扩大再到压缩，采用三级压缩，从出口φ1000mm依次扩大到φ1290、φ1420mm、φ1500mm，再逐级压缩到φ1280mm、φ1105mm、φ985mm，接出口φ850mm，长600mm；泥筒长度均为2600mm×φ750mm。
3)采用微波干燥，水分由18.5-19.5％干燥到16.2-17.2％，频率采用45GHz±25MHz，最高工作温度≤90℃，工作时间50min。水分达到合格后采用塑料布盖好，陈腐48小时；
4)采用内外仿形修坯机修坯成型，成型水分16.0％-17.0％。采用单节成型，每节高1700-1600mm。采用蛇形合金钩刀和问号合金刀进行内外修坯，采用海棉、橡胶皮套、苏打水进行抹坯，解决了坯件开裂的质量问题。
5)坯件成型后放在工地上自然阴干3-5天，每天校坯，确保坯件直线度，待坯件发麻白后进入烘房干燥，采用专用升温曲线进行干燥，出烘水分≤2.2％。
6)采用自动淋釉工艺进行上釉、上砂，淋釉浓度48-50Be。
7)坯件装烧：a)采用先坐后吊工艺是指先将坯件按坐烧方法，将坯件装在窑车上放平、塞直，用红外线进行检查坯件是否放直，坯件的上端采用硅碳棒专用窑具、卡具，卡在产品上端吊烧头下面，吊烧高度为230-240mm。坯件烧成到600-800℃温度阶段，产品收缩，坯件起吊，达到使坯件拉直不变形的效果；b)烧成分四个阶段来完成1)、烧成阶段：烧点火温度～650℃，升温速度为20-30℃/小时，650℃-990℃，升温速度为50-60℃/小时；2)、保温阶段：温度为990℃，O2含量6％—10％，保温时间25小时；3)、烧结阶段：温度为990℃～烧结温度，升温速度20-30℃/小时；烧结温度保温，温度为1208-1218℃，保温2小时；4)、冷却阶段，停火温度-900℃，快速冷却，冷却速度－105℃～110℃/小时，900℃～120℃,－20/小时，再自然冷却到80℃出窑，整个烧成结束。整个过程采用氧化焰烧成。
8)按图纸要求切割成单节尺寸为高1600mm，1560mm、1630mm，最大伞径为φ565mm的大型瓷套产品。
9)采用有机粘接三节接成550kV高4790mm高整体瓷套。
10)产品经公司检验和型式试验，各项性能指标达到技术要求。
实施例二
本实施例二的方法用于生产550kV高4900mm，最大伞径φ780mm超大型高强度断路器瓷套管，它的具体方法是：
1)将莫来石+刚玉：48％；长石：6％；伊利石：8％先进行砂磨，砂磨时间1.5小时，细度为340目筛余0.05％，然后加水调成料浆，接着一次投料，将料浆打入球磨机内，再配入粘土35％，矿化剂3％，混合球磨3.5-4.5小时，细度250目筛余0.4-0.6％。再经过6道筛，4次除铁，榨泥，二次粗练，陈腐不少于120小时，改善泥料可塑性。
2)采用ZL1000真空练泥机练泥，真空练泥机采用腰鼓形出口设计和逐级压缩出口设计，先扩大再到压缩，采用三级压缩，从出口φ1000mm依次扩大到φ1290、φ1430mm、φ1490mm，再逐级压缩到φ1280mm、φ1105mm、φ1050mm，接出口φ1000mm，长600mm。练泥泥筒长度2800mm×φ960mm,2800mm×φ960mm,2700mm×φ690mm。
3)采用微波干燥，水分由18.5-19.5％干燥到16.2％-17.2％，频率采用45GHz±25MHz，最高工作温度≤90℃，工作时间55min。水分达到合格后采用塑料布盖好，陈腐48小时。采用微波阴干工艺，周期短，泥筒水分均匀。
4)采用内外仿形修坯机进行，成型水分16.0％-17.0％。采用单节成型，每节高1700-1600mm。采用蛇形合金钩刀和问号合金刀进行内外修坯，采用海棉、橡胶皮套、苏打水进行抹坯，解决了坯件开裂的质量问题。
5)坯坯件成型后放在工地上自然阴干3-5天，每天校坯，确保坯件直线度，待坯件发麻白后进入烘房干燥，采用专用升温曲线进行干燥，出烘水分≤2.2％。
6)采用自动淋釉工艺进行上釉、上砂，淋釉浓度48-50Be。
7)坯件装烧：a)采用先坐后吊工艺是指先将坯件按坐烧方法，将坯件装在窑车上放平、塞直，用红外线进行检查坯件是否放直，坯件的上端采用硅碳棒专用窑具、卡具，卡在产品上端吊烧头下面，吊烧高度为250-260mm。坯件冷却到900℃温度阶段，产品收缩，坯件起吊，达到使坯件拉直不变形的效果；b)烧成分四个阶段来完成1)、烧成阶段：烧点火温度～650℃，升温速度为20-30℃/小时，650℃-990℃，升温速度为50-60℃/小时；2)、保温阶段：温度为990℃，O2含量6％—10％，保温时间25小时；3)、烧结阶段：温度为990℃～烧结温度，升温速度20-30℃/小时；烧结温度保温，温度为1208-1218℃，保温2小时；4)、冷却阶段，停火温度-900℃，快速冷却，冷却速度－105℃～110℃/小时，900℃～120℃,－20/小时，再自然冷却到80℃出窑，整个烧成结束。整个过程采用氧化焰烧成。
8)采用无机粘接三节二次烧成550kV高4900mm高强度大型断路器瓷套。
9)产品经公司检验和西高所型式试验，各项性能指标达到技术要求。
实施例三
本实施例三的方法主要用于生产1100kV高10000mm，最大伞径φ780mm超大型高强度断路器瓷套管，单节瓷套为2m，由5节连接而成，它的具体方法是：
1)将莫来石+刚玉：50％；长石：5％；伊利石：8％按比例先进行砂磨，砂磨时间1.5小时，细度为340目筛余0.04％，然后加水调成料浆，接着一次投料，将料浆打入球磨机内，再配入粘土35％，矿化剂2％，混合球磨3.5-4.5小时，细度250目筛余0.2-0.4％。过6道筛，最后一道筛为250目，4次除铁，榨泥，二次粗练，陈腐不少于120小时，改善泥料可塑性。
2)采用ZL1000真空练泥机练泥，真空练泥机采用腰鼓形出口设计和逐级压缩出口设计，先扩大再到压缩，采用三级压缩，从出口φ1000mm依次扩大到φ1290、φ1430mm、φ1490mm，再逐级压缩到φ1280mm、φ1105mm、φ1050mm,接出口φ1000mm，长600-700mm。单节泥筒规格为3500mm×φ1000mm。
3)采用微波干燥，水分由18.5-19.5％干燥16.2％-17.2％，频率采用45GHz±25MHz，最高工作温度≤90℃，工作时间55min。水分达到合格后采用塑料布盖好，陈腐48小时。采用微波阴干工艺，周期短，泥筒水分均匀。
4)采用内外仿形修坯机进行，成型水16.0％-17.0％。采用单节成型，单节高3000mm。采用蛇形合金钩刀和问号合金刀进行内外修坯，采用海棉、橡胶皮套、苏打水进行抹坯，解决了坯件开裂的质量问题。
5)坯坯件成型后放在工地上自然阴干3-5天，每天校坯，确保坯件直线度，待坯件发麻白后进入烘房干燥，采用专用升温曲线进行干燥，出烘水分≤2％。
6)采用自动淋釉工艺进行上釉、上砂，淋釉浓度48-50Be。
7)坯件装烧：a)采用先坐后吊工艺是指先将坯件按坐烧方法，将坯件装在窑车上放平、塞直，用红外线进行检查坯件是否放直，坯件的上端采用硅碳棒与之配套专用卡具，卡在产品上端吊烧头下面，吊烧高度为260-270mm。坯件冷却到900℃温度阶段，产品收缩，坯件起吊，达到使坯件拉直不变形的效果；b)烧成分四个阶段来完成1)、烧成阶段：烧点火温度～650℃，升温速度为20-30℃/小时，650℃-990℃，升温速度为50-60℃/小时；2)、保温阶段：温度为990℃，O2含量6％—10％，保温时间25小时；3)、烧结阶段：温度为990℃～烧结温度，升温速度20-30℃/小时；烧结温度保温，温度为1208-1218℃，保温2小时；4)、冷却阶段，停火温度-900℃，快速冷却，冷却速度－105℃～110℃/小时，900℃～120℃,－20/小时，再自然冷却到80℃出窑，整个烧成结束。整个过程采用氧化焰烧成。
8)采用法兰联接，五节连成1100kV高10000mm高强度大型断路器瓷套。
以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种瓷套管制备方法，其特征在于该方法的步骤如下：
(1)按照配方制备泥料；其中，泥料中含有的组分和各组分质量百分比如下：莫来石和刚玉的混合物：45％-55％；长石：5％-8％；伊利石：6-％10％；粘土：30％-40％；矿化剂：2％-5％；
(2)将泥料投入真空练泥机中练泥；
(3)再通过电阴干对练泥后的泥料进行干燥，干燥后陈腐处理；
(4)成型：采用内外仿型修坯机修坯成型；
(5)接着进行自然阴干，然后再进入烘房干燥；
(6)上釉；
(7)装烧：采用先坐后吊的方法进行装坯，并且其中烧结温度为1208-1218℃。
2.根据权利要求1所述的瓷套管制备方法，其特征在于：在步骤(1)中，将长石、伊利石以及莫来石和刚玉的混合物先进行砂磨，并控制细度为340目筛余0.02-0.08％，然后加水调成料浆，接着一次投料，将料浆再配入粘土和矿化剂，混合球磨3.0-4.0小时，并控制细度为250目筛余0.4-0.8％，再经过多次过筛，多次除铁，榨泥和二次粗练，最后陈腐不少于120小时。
3.根据权利要求1所述的瓷套管制备方法，其特征在于：在步骤(2)中，真空练泥机采用腰鼓形出口设计和逐级压缩出口设计，出口先扩大再到压缩，并且压缩采用三级压缩法，从出口1000mm扩大到1500mm-1600mm，再逐级压缩到1150mm-1050mm，根据产品尺寸大小接出口800mm-1150mm。
4.根据权利要求1所述的瓷套管制备方法，其特征在于：在步骤(3)中，电阴干采用微波干燥，水分由18.5％-19.5％干燥到16.2％-17.2％，并且在干燥中，频率采用45GHz±25MHz，干燥的最高工作温度≤90℃。
5.根据权利要求1所述的瓷套管制备方法，其特征在于：在步骤(4)中，成型中，坯件的水分控制在16.0％-17.0％，内外仿型修坯机采用蛇形合金钩刀和问号合金刀进行内外修坯，采用海棉、橡胶皮套、苏打水进行抹坯。
6.根据权利要求1所述的瓷套管制备方法，其特征在于：在步骤(5)中，成型后坯件在指定的区域进行自然阴干3-5天，在阴干期间每天对坯件进行校正、校直，待坯件发麻白后进入烘房干燥，采用专用升温曲线进行干燥，并控制出烘水分≤2.5％。
7.根据权利要求1所述的瓷套管制备方法，其特征在于：在步骤(6)中，采用自动淋釉工艺对产品进行淋釉，淋釉浓度48-50Be。
8.根据权利要求1所述的瓷套管制备方法，其特征在于：在步骤(7)中：所述先坐后吊的方法进行装坯为：先将坯件装在窑车上放平、塞直后进行烧制，待坯件烧成到一定温度时，将坯件起吊，吊烧高度为230-280mm，再进行烧制。
9.根据权利要求1所述的瓷套管制备方法，其特征在于：在所述的步骤(7)中，烧成阶段：当温度为烧点火温度～650℃，升温速度为20-30℃/小时，当温度为650℃-990℃，升温速度为50-60℃/小时；保温阶段：温度为990℃；烧结阶段：温度为990℃～烧结温度，升温速度20-30℃/小时；烧结温度保温，温度为1208-1218℃；冷却阶段，当温度为停火温度-900℃，冷却速度-105℃～-110℃/小时；当温度为900℃～120℃，冷却速度为－20℃/小时。
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