CN105481349A - 一种低成本抗弯陶瓷辊棒及其制备方法 - Google Patents

一种低成本抗弯陶瓷辊棒及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低成本抗弯陶瓷辊棒，包括骨料、基质料和树脂，其中，所述骨料以重量份计的主要原料配方为：陶瓷辊棒废料30~60份；所述基质料以重量份计的主要原料配方为：堇青石？15~40份、氧化铝2~15份、氧化钇0.1~8份、粘土15~35份；所述树脂选用水溶性树脂，其重量份为？0.1~2份。相应地，本发明还公开了该低成本抗弯陶瓷辊棒的制备方法。采用本发明，对陶瓷辊棒废料进行再次利用，并且解决了刚玉-莫来石质陶瓷辊棒在急冷带或温差较大区域容易产生弯曲变形的问题，改善瓷砖在辊道窑中的走砖情况。

Description

一种低成本抗弯陶瓷辊棒及其制备方法
技术领域
本发明涉及陶瓷辊棒的加工制作技术领域，特别涉及一种低成本抗弯陶瓷辊棒及其制备方法。
背景技术
辊道窑被广泛应用于建筑、日用以及卫生陶瓷制品的生产，陶瓷辊棒作为构成辊道窑、滚动窑床的关键部件，起着承烧传送陶瓷制品、完成烧结过程的作用，直接影响陶瓷行业的发展。
目前刚玉-莫来石质陶瓷辊棒应用最为广泛，但是实际生产过程中，往往产生大量的刚玉-莫来石质辊棒废料，国内对废料的二次利用率很低，因此辊棒废料一般被视为不可降解的工业固体废弃污染物，同时也是对矿物资源的浪费。被广泛使用的刚玉-莫来石质陶瓷辊棒主要以氧化铝和刚玉为原料制备而成，在辊道窑的预热带和急冷带区域，由于冷热风的交汇，在陶瓷辊棒上下产生巨大的温差，往往导致陶瓷辊棒因热应力产生弯曲变形、甚至断裂现象。弯曲的陶瓷辊棒会导致窑内产品的行进路线发生改变，产品可能会互相挤压或发生碰撞，从而严重影响了烧成产品的质量和产量。
自19世纪堇青石被发现以来，经过一百多年的发展，堇青石材料已成为人们广为利用的氧化物陶瓷。它具有不易变形、体积稳定性好、化学稳定性好、热膨胀系数小、抗热震性能强、来源广泛等一系列优点；也存在韧性较低、高温强度差、荷重软化点低、合成温度范围窄等不足。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种低成本抗弯陶瓷辊棒，对陶瓷辊棒废料进行再次利用，并且解决了刚玉-莫来石质陶瓷辊棒在急冷带或温差较大区域容易产生弯曲变形的问题，改善瓷砖在辊道窑中的走砖情况。
本发明所要解决的技术问题还在于，提供一种制备上述低成本抗弯陶瓷辊棒的方法。
为达到上述技术效果，本发明提供了一种低成本抗弯陶瓷辊棒，包括骨料、基质料和树脂，其中，所述骨料以重量份计的主要原料配方为：陶瓷辊棒废料30~60份；
所述基质料以重量份计的主要原料配方为：
堇青石15~40份
氧化铝2~15份
氧化钇0.1~8份
粘土15~35份；
所述树脂选用水溶性树脂，其重量份为0.1~2份；
所述堇青石、陶瓷辊棒废料、氧化铝、氧化钇、粘土的重量份总和为100份。
作为上述方案的改进，所述陶瓷辊棒废料包括：粒度为50-70目的陶瓷辊棒废料10~15份、粒度为70-90目的陶瓷辊棒废料15~30份、粒度为90-120目的陶瓷辊棒废料5~15份。
作为上述方案的改进，所述陶瓷辊棒废料是刚玉-莫来石质陶瓷辊棒熟料；
所述粘土为苏州土、膨润土、紫木节土中的一种或多种；
所述水溶性树脂为环氧树脂、酚醛树脂中的一种或两种。
作为上述方案的改进，所述堇青石的粒度为250-380目；
所述氧化铝的粒度为D50=1~8微米；
所述氧化钇的粒度为D50=0.1~5微米；
所述粘土的粒度为D50=0.1~10微米。
作为上述方案的改进，所述陶瓷辊棒废料包括：粒度为60目的陶瓷辊棒废料10~15份、粒度为80目的陶瓷辊棒废料20~30份、粒度为100目的陶瓷辊棒废料5~10份;
所述堇青石的粒度为320目；
所述氧化铝的粒度为D50=2.5~3.5微米；
所述氧化钇的粒度为D50=1.0~2.0微米；
所述粘土的粒度为D50=0.4~4.5微米。
作为上述方案的改进，所述骨料与基质料的重量份配比为35-50:50-65。
相应地，为达到上述技术效果，本发明还提供了一种低成本抗弯陶瓷辊棒的制备方法，包括：
(1)将骨料和基质料按配方分别配料混合；
(2)在所述基质料、骨料中加入水，并进行球磨处理，得到浆料；
(3)将所述浆料通过压滤工艺制成泥饼；
(4)在所述泥饼中加入树脂，利用真空练泥机进行两次以上练泥，得到泥料；
(5)将所述泥料通过真空螺旋挤出机进行塑性挤出成型处理，得到坯管；
(6)将所述坯管进行干燥处理，干燥后坯管的水分控制在≤1%；
(7)将经干燥的坯管进行高温烧结，得陶瓷辊棒；
其中，所述骨料以重量份计的主要原料配方为：陶瓷辊棒废料30~60份；
所述基质料以重量份计的主要原料配方为：
堇青石15~40份
氧化铝2~15份
氧化钇0.1~8份
粘土15~35份；
所述树脂选用水溶性树脂，其重量份为0.1~2份；
所述堇青石、陶瓷辊棒废料、氧化铝、氧化钇、粘土的重量份总和为100份。
作为上述方案的改进，步骤(2)包括：
将所述基质料与28~35份水在球磨机中球磨1.5~3小时；
将所述骨料投入经球磨的基质料中，球磨0.5~1.0小时，得到浆料；
将浆料进行过筛、除铁处理。
作为上述方案的改进，步骤(7)中，高温烧结的机制为：先以25~80℃/小时的速度由室温升至1530~1580℃，保温5~8小时，然后以100~300℃/小时的速度降温至室温。
作为上述方案的改进，所述泥饼的水分控制在15~17%；
所述泥料的水份控制在12~14%，陈腐36~52小时；
所述坯管在温度50~80℃下干燥10~30小时，干燥后坯管的水分控制在≤0.8%;
所述真空螺旋挤出机的螺距不断减小。
实施本发明具有如下有益效果：
本发明提供了一种低成本抗弯陶瓷辊棒，选用刚玉-莫来石陶瓷辊棒废料作为主要原料，通过加入堇青石对陶瓷辊棒废料进行再次利用，并且解决了刚玉-莫来石质陶瓷辊棒在急冷带或温差较大区域容易产生弯曲变形的问题，改善瓷砖在辊道窑中的走砖情况，具体如下：
1、优化配方及工艺，实现陶瓷辊棒废料再利用，不仅降低了生产成本，而且大幅减少了工业固体废弃物的排放量，减轻了环境负荷；
2、通过加入堇青石等低膨胀矿物材料，并对堇青石、陶瓷辊棒废料、氧化铝、氧化钇、粘土等材料进行配方体系设计，确定一种热膨胀系数较低的失配体系；
3、在材料体系上进行改良，引入少量的氧化铝等以弥补堇青石强度不够的问题；加入粘土，粘土除了作为烧结助剂外，又作为成型助剂，以提高泥料的塑性挤出成型能力；加入水溶性树脂，提高泥料的可塑性和干燥强度；
4、采用真空螺旋挤出成型工艺，在精选矿物原料基础上利用不断减小的螺距，提高泥料及坯体的致密度；
5、通过控制窑炉的温度均匀性来改善产品的直线度以及提高产品合格率。
综上，本发明陶瓷辊棒成品，其耐急冷急热性（1100℃~室温）≥六次不裂，常温弯曲强度≥40MPa，高温弯曲强度（1100℃）≥35MPa，热膨胀系数（1000℃）≤4.8×10-6/℃，具有较高的常温强度和高温强度、抗热震性能好，抗弯性能优异，有效解决了辊棒在辊道窑中由于温度梯度较大时引起的弯曲变形的问题。
附图说明
图1是本发明一种低成本抗弯陶瓷辊棒的制备方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
本发明提供了一种低成本抗弯陶瓷辊棒，包括骨料、基质料和树脂，其中，所述骨料以重量份计的主要原料配方为：陶瓷辊棒废料30~60份；
所述基质料以重量份计的主要原料配方为：
堇青石15~40份
氧化铝2~15份
氧化钇0.1~8份
粘土15~35份；
上述堇青石、陶瓷辊棒废料、氧化铝、氧化钇、粘土的重量份总和为100份，以此为基准，外加：
水溶性树脂，其重量份为0.1~2份。
优选的，所述骨料与基质料的重量份配比为35-50:50-65。
作为本发明陶瓷辊棒配方更佳的实施方式，其以重量份计的主要原料配方为：
陶瓷辊棒废料35~54份
堇青石20~35份
氧化铝5~10份
氧化钇0.5~5份
粘土20~30份；
上述堇青石、陶瓷辊棒废料、氧化铝、氧化钇、粘土的重量份总和为100份，以此为基准，外加：
水溶性树脂0.2~0.8份。
优选的，所述骨料与基质料的重量份配比为35-50:50-65。
其中，所述陶瓷辊棒废料包括：粒度为50-70目的陶瓷辊棒废料10~15份、粒度为70-90目的陶瓷辊棒废料15~30份、粒度为90-120目的陶瓷辊棒废料5~15份。优选的，所述陶瓷辊棒废料包括：粒度为60目的陶瓷辊棒废料10~15份、粒度为80目的陶瓷辊棒废料20~30份、粒度为100目的陶瓷辊棒废料5~10份。
所述陶瓷辊棒废料是刚玉-莫来石质陶瓷辊棒熟料，颗粒分为大、中、细三种颗粒，采用三级配料有利于提高堆积密度。
所述堇青石的粒度为250-380目。优选的，所述堇青石的粒度为320目。作为基质料的细粉有利于成型和烧结，一般采用人工合成的堇青石。
需要说明的是，堇青石是一种硅酸盐矿物，化学成分为(Mg,Fe2+)2Al3[AlSi5O18]．H2O，通常具有浅蓝或浅紫色，玻璃光泽，透明至半透明。堇青石产于片岩、片麻岩及蚀变火成岩中。
所述氧化铝的粒度为D50=1~8微米。优选的，所述氧化铝的粒度为D50=2.5~3.5微米，有利于反应烧结和产品收缩率的控制。
所述氧化钇的粒度为D50=0.1~5微米。优选的，所述氧化钇的粒度为D50=1.0~2.0微米，有利于分散分布和促进烧结。
所述粘土为苏州土、膨润土、紫木节土中的一种或多种，所述粘土的粒度为D50=0.1~10微米。优选的，所述粘土的粒度为D50=0.4~4.5微米。更佳的，所述粘土为粒度D50=0.4~0..8um的苏州土、粒度D50=0.4~0..8um的膨润土、粒度D50=3~4.5um的紫木节土中的一种或两种以上，在控制粘土纯度的同时也起到控制其塑性及产品的收缩率。本发明的粘土，除了作为烧结助剂外，又作为成型助剂，以提高泥料的塑性挤出成型能力。
需要说明的是，D50：一个样品的累计粒度分布百分数达到50%时所对应的粒径。它的物理意义是粒径大于它的颗粒占50%，小于它的颗粒也占50%，D50也叫中位径或中值粒径。D50常用来表示粉体的平均粒度。
所述水溶性树脂为环氧树脂、酚醛树脂中的一种或两种。
相应地，如图1所示，本发明还提供了一种低成本抗弯陶瓷辊棒的制备方法，包括：
S101、将骨料和基质料按配方分别配料混合。
所述陶瓷辊棒的原料包括骨料、基质料和树脂，其中，所述骨料以重量份计的主要原料配方为：陶瓷辊棒废料30~60份；
所述基质料以重量份计的主要原料配方为：
堇青石15~40份
氧化铝2~15份
氧化钇0.1~8份
粘土15~35份；
上述堇青石、陶瓷辊棒废料、氧化铝、氧化钇、粘土的重量份总和为100份，以此为基准，外加：
水溶性树脂，其重量份为0.1~2份。
优选的，所述骨料与基质料的重量份配比为35-50:50-65。
作为本发明陶瓷辊棒配方更佳的实施方式，其以重量份计的主要原料配方为：
陶瓷辊棒废料35~54份
堇青石20~35份
氧化铝5~10份
氧化钇0.5~5份
粘土20~30份；
上述堇青石、陶瓷辊棒废料、氧化铝、氧化钇、粘土的重量份总和为100份，以此为基准，外加：
水溶性树脂0.2~0.8份。
优选的，所述骨料与基质料的重量份配比为35-50:50-65。
其中，所述陶瓷辊棒废料包括：粒度为50-70目的陶瓷辊棒废料10~15份、粒度为70-90目的陶瓷辊棒废料15~30份、粒度为90-120目的陶瓷辊棒废料5~15份。优选的，所述陶瓷辊棒废料包括：粒度为60目的陶瓷辊棒废料10~15份、粒度为80目的陶瓷辊棒废料20~30份、粒度为100目的陶瓷辊棒废料5~10份。
所述陶瓷辊棒废料是刚玉-莫来石质陶瓷辊棒熟料，颗粒分为大、中、细三种颗粒，采用三级配料有利于提高堆积密度。
所述堇青石的粒度为250-380目。优选的，所述堇青石的粒度为320目。
需要说明的是，堇青石是一种硅酸盐矿物，化学成分为(Mg,Fe2+)2Al3[AlSi5O18]．H2O，通常具有浅蓝或浅紫色，玻璃光泽，透明至半透明。堇青石产于片岩、片麻岩及蚀变火成岩中。
所述氧化铝的粒度为D50=1~8微米。优选的，所述氧化铝的粒度为D50=2.5~3.5微米；
所述氧化钇的粒度为D50=0.1~5微米。优选的，所述氧化钇的粒度为D50=1.0~2.0微米；
所述粘土为苏州土、膨润土、紫木节土中的一种或多种，所述粘土的粒度为D50=0.1~10微米。优选的，所述粘土的粒度为D50=0.4~4.5微米。更佳的，所述粘土为粒度D50=0.4~0..8um的苏州土、粒度D50=0.4~0..8um的膨润土、粒度D50=3~4.5um的紫木节土中的一种或两种以上。本发明的粘土，除了作为烧结助剂外，又作为成型助剂，以提高泥料的塑性挤出成型能力。
苏州土是热液蚀变残余型高岭土，产于中国江苏省苏州阳山一带。膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产，也叫斑脱岩，皂土或膨土岩。紫木节土是一种可塑性优良的耐火粘土。
需要说明的是，D50：一个样品的累计粒度分布百分数达到50%时所对应的粒径。它的物理意义是粒径大于它的颗粒占50%，小于它的颗粒也占50%，D50也叫中位径或中值粒径。D50常用来表示粉体的平均粒度。
S102、在所述基质料、骨料中加入水，并进行球磨处理，得到浆料。
具体的，所述球磨处理过程包括：
将所述基质料与28~35份水在球磨机中球磨1.5~3小时；
将所述骨料投入经球磨的基质料中，进行第二次球磨，球磨0.5~1.0小时，得到浆料；
将浆料进行过筛、除铁处理。
本发明限定了基质料和骨料在球磨过程的加入顺序和球磨时间，可以显著提高泥料的可塑性，同时也保证骨料颗粒不被破坏。
S103、将所述浆料通过压滤工艺制成泥饼，所述泥饼的水分控制在15~17%。
S104、在所述泥饼中加入树脂，利用真空练泥机进行两次以上练泥，得到泥料，所述泥料的水份控制在12~14%，陈腐36~52小时。
所述树脂为水溶性树脂，其重量份为0.1~2份。具体的，所述水溶性树脂为环氧树脂、酚醛树脂中的一种或两种。
本发明在泥饼中加入水溶性树脂，利用真空练泥机进行多次练泥并进行陈腐处理，可以显著提高泥料的可塑性。
S105、将所述泥料通过真空螺旋挤出机进行塑性挤出成型处理，所述真空螺旋挤出机的螺距不断减小，得到坯管。
本发明利用螺距不断减小的真空螺旋挤出机，根据产品规格，塑性挤出成型制备成坯管，提高坯体的致密度。
S106、将所述坯管进行干燥处理，干燥后坯管的水分控制在≤1%。
优选的，所述坯管在温度50~80℃下干燥10~30小时，干燥后坯管的水分控制在≤0.8%。
S107、将经干燥的坯管进行高温烧结，得陶瓷辊棒。
其中，高温烧结的机制为：先以25~80℃/小时的速度由室温升至1530~1580℃，保温5~8小时，然后以100~300℃/小时的速度降温至室温。采用上述烧结机制，通过控制窑炉的温度均匀性来改善产品的直线度以及提高产品合格率。
由上述配方和方法制得的陶瓷辊棒成品，其耐急冷急热性（1100℃~室温）≥六次不裂，常温弯曲强度≥40MPa，高温弯曲强度（1100℃）≥35MPa，热膨胀系数（1000℃）≤4.8×10-6/℃，具有较高的常温强度和高温强度、抗热震性能好，抗弯性能优异，有效解决了辊棒在辊道窑中由于温度梯度较大时引起的弯曲变形的问题。
下面以具体实施例进一步阐述本发明
实施例1
（一）配方：
陶瓷辊棒废料30份
堇青石30份
氧化铝10份
氧化钇5份
粘土25份；
水溶性树脂1份。
其中，陶瓷辊棒废料包括：粒度为55目的陶瓷辊棒废料10份、粒度为75目的陶瓷辊棒废料15份、粒度为95目的陶瓷辊棒废料5份。
（二）制备方法：
（1）将陶瓷辊棒废料30份混合，得到骨料；将堇青石30份、氧化铝10份、氧化钇5份、粘土25份混合，得到基质料；
（2）将所述基质料与28份水在球磨机中球磨1.5小时；将所述骨料投入经球磨的基质料中，进行第二次球磨，球磨0.5小时，得到浆料；将浆料进行过筛、除铁处理；
（3）将所述浆料通过压滤工艺制成泥饼，所述泥饼的水分控制在15%；
（4）在所述泥饼中加入水溶性树脂1份，利用真空练泥机进行两次以上练泥，得到泥料，所述泥料的水份控制在12%，陈腐36小时；
（5）将所述泥料通过真空螺旋挤出机进行塑性挤出成型处理，所述真空螺旋挤出机的螺距不断减小，得到坯管；
（6）将所述坯管在温度50℃下干燥10小时，干燥后坯管的水分控制在≤1%；
（7）将经干燥的坯管进行高温烧结，先以25℃/小时的速度由室温升至1530℃，保温5小时，然后以100℃/小时的速度降温至室温，得陶瓷辊棒成品。
实施例2
（一）配方：
陶瓷辊棒废料35份
堇青石25份
氧化铝8份
氧化钇2份
粘土30份；
水溶性树脂0.2份。
其中，陶瓷辊棒废料包括：粒度为60目的陶瓷辊棒废料12份、粒度为80目的陶瓷辊棒废料18份、粒度为100目的陶瓷辊棒废料5份。
（二）制备方法：
（1）将陶瓷辊棒废料35份混合，得到骨料；将堇青石25份、氧化铝8份、氧化钇2份、粘土30份混合，得到基质料；
（2）将所述基质料与30份水在球磨机中球磨2小时；将所述骨料投入经球磨的基质料中，进行第二次球磨，球磨0.6小时，得到浆料；将浆料进行过筛、除铁处理；
（3）将所述浆料通过压滤工艺制成泥饼，所述泥饼的水分控制在16%；
（4）在所述泥饼中加入水溶性树脂0.2份，利用真空练泥机进行两次以上练泥，得到泥料，所述泥料的水份控制在13%，陈腐40小时；
（5）将所述泥料通过真空螺旋挤出机进行塑性挤出成型处理，所述真空螺旋挤出机的螺距不断减小，得到坯管；
（6）将所述坯管在温度55℃下干燥15小时，干燥后坯管的水分控制在≤0.8%；
（7）将经干燥的坯管进行高温烧结，先以30℃/小时的速度由室温升至1540℃，保温6小时，然后以150℃/小时的速度降温至室温，得陶瓷辊棒成品。
实施例3
（一）配方：
陶瓷辊棒废料37.4份
堇青石28份
氧化铝8份
氧化钇0.6份
粘土26份；
水溶性树脂0.3份。
其中，陶瓷辊棒废料包括：粒度为60目的陶瓷辊棒废料10份、粒度为80目的陶瓷辊棒废料17.4份、粒度为100目的陶瓷辊棒废料10份。
（二）制备方法：
（1）将陶瓷辊棒废料37.4份混合，得到骨料；将堇青石28份、氧化铝8份、氧化钇0.6份、粘土26份混合，得到基质料；
（2）将所述基质料与32份水在球磨机中球磨2.5小时；将所述骨料投入经球磨的基质料中，进行第二次球磨，球磨1小时，得到浆料；将浆料进行过筛、除铁处理；
（3）将所述浆料通过压滤工艺制成泥饼，所述泥饼的水分控制在17%；
（4）在所述泥饼中加入水溶性树脂0.3份，利用真空练泥机进行两次以上练泥，得到泥料，所述泥料的水份控制在14%，陈腐40小时；
（5）将所述泥料通过真空螺旋挤出机进行塑性挤出成型处理，所述真空螺旋挤出机的螺距不断减小，得到坯管；
（6）将所述坯管在温度60℃下干燥25小时，干燥后坯管的水分控制在≤0.7%；
（7）将经干燥的坯管进行高温烧结，先以35℃/小时的速度由室温升至1550℃，保温7小时，然后以220℃/小时的速度降温至室温，得陶瓷辊棒成品。
实施例4
（一）配方：
陶瓷辊棒废料38.2份
堇青石32份
氧化铝5份
氧化钇0.8份
粘土24份；
水溶性树脂0.5份。
其中，陶瓷辊棒废料包括：粒度为60目的陶瓷辊棒废料13份、粒度为75目的陶瓷辊棒废料17份、粒度为95目的陶瓷辊棒废料8.2份。
（二）制备方法：
（1）将陶瓷辊棒废料38.2份混合，得到骨料；将堇青石32份、氧化铝5份、氧化钇0.8份、粘土24份混合，得到基质料；
（2）将所述基质料与35份水在球磨机中球磨2.5小时；将所述骨料投入经球磨的基质料中，进行第二次球磨，球磨0.8小时，得到浆料；将浆料进行过筛、除铁处理；
（3）将所述浆料通过压滤工艺制成泥饼，所述泥饼的水分控制在16%；
（4）在所述泥饼中加入水溶性树脂0.5份，利用真空练泥机进行两次以上练泥，得到泥料，所述泥料的水份控制在13%，陈腐48小时；
（5）将所述泥料通过真空螺旋挤出机进行塑性挤出成型处理，所述真空螺旋挤出机的螺距不断减小，得到坯管；
（6）将所述坯管在温度60℃下干燥25小时，干燥后坯管的水分控制在≤0.6%；
（7）将经干燥的坯管进行高温烧结，先以50℃/小时的速度由室温升至1560℃，保温7小时，然后以250℃/小时的速度降温至室温，得陶瓷辊棒成品。
实施例5
（一）配方：
陶瓷辊棒废料45份
堇青石29份
氧化铝5份
氧化钇1份
粘土20份；
水溶性树脂0.8份。
其中，陶瓷辊棒废料包括：粒度为60目的陶瓷辊棒废料15份、粒度为80目的陶瓷辊棒废料20份、粒度为100目的陶瓷辊棒废料10份。
（二）制备方法：
（1）将陶瓷辊棒废料45份混合，得到骨料；将堇青石29份、氧化铝5份、氧化钇1份、粘土20份混合，得到基质料；
（2）将所述基质料与35份水在球磨机中球磨2小时；将所述骨料投入经球磨的基质料中，进行第二次球磨，球磨1小时，得到浆料；将浆料进行过筛、除铁处理；
（3）将所述浆料通过压滤工艺制成泥饼，所述泥饼的水分控制在16%；
（4）在所述泥饼中加入水溶性树脂0.8份，利用真空练泥机进行两次以上练泥，得到泥料，所述泥料的水份控制在14%，陈腐52小时；
（5）将所述泥料通过真空螺旋挤出机进行塑性挤出成型处理，所述真空螺旋挤出机的螺距不断减小，得到坯管；
（6）将所述坯管在温度70℃下干燥20小时，干燥后坯管的水分控制在≤0.8%；
（7）将经干燥的坯管进行高温烧结，先以65℃/小时的速度由室温升至1550℃，保温6小时，然后以220℃/小时的速度降温至室温，得陶瓷辊棒成品。
实施例6
（一）配方：
陶瓷辊棒废料54份
堇青石20份
氧化铝5份
氧化钇1份
粘土20份；
水溶性树脂0.6份。
其中，陶瓷辊棒废料包括：粒度为60目的陶瓷辊棒废料15份、粒度为80目的陶瓷辊棒废料29份、粒度为100目的陶瓷辊棒废料10份。
（二）制备方法：
（1）将陶瓷辊棒废料54份混合，得到骨料；将堇青石20份、氧化铝5份、氧化钇1份、粘土20份混合，得到基质料；
（2）将所述基质料与30份水在球磨机中球磨2小时；将所述骨料投入经球磨的基质料中，进行第二次球磨，球磨0.7小时，得到浆料；将浆料进行过筛、除铁处理；
（3）将所述浆料通过压滤工艺制成泥饼，所述泥饼的水分控制在17%；
（4）在所述泥饼中加入水溶性树脂0.6份，利用真空练泥机进行两次以上练泥，得到泥料，所述泥料的水份控制在14%，陈腐40小时；
（5）将所述泥料通过真空螺旋挤出机进行塑性挤出成型处理，所述真空螺旋挤出机的螺距不断减小，得到坯管；
（6）将所述坯管在温度75℃下干燥25小时，干燥后坯管的水分控制在≤0.8%；
（7）将经干燥的坯管进行高温烧结，先以75℃/小时的速度由室温升至1580℃，保温8小时，然后以280℃/小时的速度降温至室温，得陶瓷辊棒成品。
实施例7
（一）配方：
陶瓷辊棒废料60份
堇青石15份
氧化铝3份
氧化钇2份
粘土20份；
水溶性树脂0.5份。
其中，陶瓷辊棒废料包括：粒度为65目的陶瓷辊棒废料15份、粒度为85目的陶瓷辊棒废料30份、粒度为105目的陶瓷辊棒废料15份。
（二）制备方法：
（1）将陶瓷辊棒废料60份混合，得到骨料；将堇青石15份、氧化铝3份、氧化钇2份、粘土20份混合，得到基质料；
（2）将所述基质料与35份水在球磨机中球磨3小时；将所述骨料投入经球磨的基质料中，进行第二次球磨，球磨1.0小时，得到浆料；将浆料进行过筛、除铁处理；
（3）将所述浆料通过压滤工艺制成泥饼，所述泥饼的水分控制在17%；
（4）在所述泥饼中加入水溶性树脂0.5份，利用真空练泥机进行两次以上练泥，得到泥料，所述泥料的水份控制在14%，陈腐52小时；
（5）将所述泥料通过真空螺旋挤出机进行塑性挤出成型处理，所述真空螺旋挤出机的螺距不断减小，得到坯管；
（6）将所述坯管在温度80℃下干燥30小时，干燥后坯管的水分控制在≤0.8%；
（7）将经干燥的坯管进行高温烧结，先以80℃/小时的速度由室温升至1580℃，保温8小时，然后以300℃/小时的速度降温至室温，得陶瓷辊棒成品。
将实施例1-7所得的陶瓷辊棒做技术检测，结果如下：
项目 耐急冷急热性（1100℃~室温） 常温弯曲强度 高温弯曲强度（1100℃） 热膨胀系数（1000℃）
实施例1 六次不裂 42 MPa 38 MPa 4.5×10-6/℃
实施例2 七次不裂 48 MPa 42MPa 4.4×10-6/℃
实施例3 八次不裂 50 MPa 44 MPa 4.2×10-6/℃
实施例4 八次不裂 52MPa 40 MPa 4.3×10-6/℃
实施例5 七次不裂 55 MPa 45MPa 4.5×10-6/℃
实施例6 八次不裂 47 MPa 39 MPa 4.3×10-6/℃
实施例7 六次不裂 43 MPa 36 MPa 4.6×10-6/℃
综上，本发明陶瓷辊棒成品，其耐急冷急热性（1100℃~室温）≥六次不裂，常温弯曲强度≥40MPa，高温弯曲强度（1100℃）≥35MPa，热膨胀系数（1000℃）≤4.8×10-6/℃，具有较高的常温强度和高温强度、抗热震性能好，抗弯性能优异，有效解决了辊棒在辊道窑中由于温度梯度较大时引起的弯曲变形的问题。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种低成本抗弯陶瓷辊棒，其特征在于，包括骨料、基质料和树脂，其中，所述骨料以重量份计的主要原料配方为：陶瓷辊棒废料30~60份；
所述基质料以重量份计的主要原料配方为：
堇青石15~40份
氧化铝2~15份
氧化钇0.1~8份
粘土15~35份；
所述树脂选用水溶性树脂，其重量份为0.1~2份；
所述堇青石、陶瓷辊棒废料、氧化铝、氧化钇、粘土的重量份总和为100份。
2.如权利要求1所述的低成本抗弯陶瓷辊棒，其特征在于，所述陶瓷辊棒废料包括：粒度为50-70目的陶瓷辊棒废料10~15份、粒度为70-90目的陶瓷辊棒废料15~30份、粒度为90-120目的陶瓷辊棒废料5~15份。
3.如权利要求1或2所述的低成本抗弯陶瓷辊棒，其特征在于，所述陶瓷辊棒废料是刚玉-莫来石质陶瓷辊棒熟料；
所述粘土为苏州土、膨润土、紫木节土中的一种或多种；
所述水溶性树脂为环氧树脂、酚醛树脂中的一种或两种。
4.如权利要求3所述的低成本抗弯陶瓷辊棒，其特征在于，所述堇青石的粒度为250-380目；
所述氧化铝的粒度为D50=1~8微米；
所述氧化钇的粒度为D50=0.1~5微米；
所述粘土的粒度为D50=0.1~10微米。
5.如权利要求4所述的低成本抗弯陶瓷辊棒，其特征在于，所述陶瓷辊棒废料包括：粒度为60目的陶瓷辊棒废料10~15份、粒度为80目的陶瓷辊棒废料20~30份、粒度为100目的陶瓷辊棒废料5~10份;
所述堇青石的粒度为320目；
所述氧化铝的粒度为D50=2.5~3.5微米；
所述氧化钇的粒度为D50=1.0~2.0微米；
所述粘土的粒度为D50=0.4~4.5微米。
6.如权利要求1所述的低成本抗弯陶瓷辊棒，其特征在于，所述骨料与基质料的重量份配比为35-50:50-65。
7.一种制备权利要求1~6任一项所述的低成本抗弯陶瓷辊棒的方法，其特征在于，包括：
(1)将骨料和基质料按配方分别配料混合；
(2)在所述基质料、骨料中加入水，并进行球磨处理，得到浆料；
(3)将所述浆料通过压滤工艺制成泥饼；
(4)在所述泥饼中加入树脂，利用真空练泥机进行两次以上练泥，得到泥料；
(5)将所述泥料通过真空螺旋挤出机进行塑性挤出成型处理，得到坯管；
(6)将所述坯管进行干燥处理，干燥后坯管的水分控制在≤1%；
(7)将经干燥的坯管进行高温烧结，得陶瓷辊棒；
其中，所述骨料以重量份计的主要原料配方为：陶瓷辊棒废料30~60份；
所述基质料以重量份计的主要原料配方为：
堇青石15~40份
氧化铝2~15份
氧化钇0.1~8份
粘土15~35份；
所述树脂选用水溶性树脂，其重量份为0.1~2份；
所述堇青石、陶瓷辊棒废料、氧化铝、氧化钇、粘土的重量份总和为100份。
8.如权利要求7所述的制备低成本抗弯陶瓷辊棒的方法，其特征在于，步骤(2)包括：
将所述基质料与28~35份水在球磨机中球磨1.5~3小时；
将所述骨料投入经球磨的基质料中，球磨0.5~1.0小时，得到浆料；
将浆料进行过筛、除铁处理。
9.如权利要求7所述的制备低成本抗弯陶瓷辊棒的方法，其特征在于，步骤(7)中，高温烧结的机制为：先以25~80℃/小时的速度由室温升至1530~1580℃，保温5~8小时，然后以100~300℃/小时的速度降温至室温。
10.如权利要求6所述的制备低成本抗弯陶瓷辊棒的方法，其特征在于，所述泥饼的水分控制在15~17%；
所述泥料的水份控制在12~14%，陈腐36~52小时；
所述坯管在温度50~80℃下干燥10~30小时，干燥后坯管的水分控制在≤0.8%；
所述真空螺旋挤出机的螺距不断减小。
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