CN106278309B - 一种耐磨陶瓷用挡球板的制备方法 - Google Patents

一种耐磨陶瓷用挡球板的制备方法 Download PDF

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Abstract

一种耐磨陶瓷用挡球板的制备方法，属于耐火材料技术领域，其特征在于，由以下重量份组成制成：氧化铝微粉1‑30份、刚玉粉5‑35份、石英粉1‑20份、白刚玉6‑65份，板状刚玉6‑55份、电熔莫来石1‑15份、石英颗粒1‑20份、锆刚玉0‑6份、减水剂1‑10份。制备步骤中先将氧化铝微粉、刚玉粉、石英粉按比例混合均匀，加入减水剂形成浆体；3）再加入板状刚玉、白刚玉、电熔莫来石、石英颗粒、锆刚玉搅拌，烘干；低温烧制即得。本发明减少生产周期，提高产量；提高抗折性；提高产品的热震性能，增加使用寿命。

Description

一种耐磨陶瓷用挡球板的制备方法
技术领域
一种耐磨陶瓷用挡球板的制备方法，属于耐火材料技术领域。
背景技术
挡球板主要应用于耐磨陶瓷球生产高温烧制时，为防止窑车在推进耐磨陶瓷球滚动，放置在窑车外沿挡球用。现用挡球板主要成分为Al2O3>90%的刚玉板。但是现用挡球板使用寿命低，热震效果差，容易在高温下断裂，从而使陶瓷球滚出，造成塞窑现象。
现用挡球板热震性能不理想的主要原因如下。
首先，由于刚玉自身热震效果差的原因，Al2O3含量越高热震次数越少，并且烧制耐磨陶瓷球温度一般在最高温1500℃~1600℃，室温到最高温12h~15h，保温10h~12h，从最高温降到室温12h~15h，升降温速度快，现用挡球板因抗急冷急热性能差，且高温下容易断裂。
其次，现有挡球板的生产中，采用刚玉作为原料以提高产品抗收缩和热震性，因刚玉的特性，提升空间有限。
最后，现有挡球板多采用压制或手工捣打方式成型，由于产品壁厚不一样，成型时受力不均匀，造成整个产品密度不均匀，强度低。存在较多的薄弱部位，高温抗折差，且批量生产时产品差异化大，质量不稳定。
目前迫切需要一种热震效果好、成本低，且能批量生产保持产品均匀性和稳定的挡球板。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种适用于温差较大的窑炉的耐磨陶瓷用挡球板的制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该耐磨陶瓷用挡球板，其特征在于，由以下重量份组成制成：氧化铝微粉1-30份、刚玉粉5-35份、石英粉1-20份、白刚玉6-65份，板状刚玉 6-55份、电熔莫来石 1-15份、石英颗粒 1-20份、锆刚玉0-6份、减水剂1-10份。
本发明的组分以白刚玉和板状刚玉为主，白刚玉是以工业氧化铝粉为原料，于电弧中经2000℃以上高温熔炼后冷却制成，经粉碎 整形，磁选去铁，筛分成多种粒度，其质地致密、硬度高，粒形成尖角状。板状刚玉是一种纯净的、不添加如MgO、B2O3等添加剂而烧成收缩彻底的烧结刚玉，具有结晶粗大、发育良好的α- Al2O3晶体结构，Al2O3的含量在99%以上，板状刚玉为板片状晶体结构，气孔小且闭气孔较多而气孔率与电熔刚玉大体相当，纯度高，体积稳定性好，极小的重烧收缩，用以生产的耐材或浇注料高温处理后具有良好的热震稳定性和抗弯强度。本发明在此基础上加入适量的减水剂，可使氧化铝微粉、板状刚玉粉、石英粉充分分散，使其产品更均匀并且有较强的悬浮作用，掺量低、减水率高，在本发明组分中加入一定量的减水剂，这配合本发明的基本组分和粒径搭配就使得本品形成一个特殊的干燥速率，不但干燥时间减少50%以上，而且在该干燥速率下使组分间结合成特定的状态，烧结成型更加稳定。更主要的，本发明的基本组分中加入了一定量的石英粉和石英颗粒，所加的石英能够在本发明组分的挡球板在高温下反复使用时产生新的晶相，这种晶相能够提高产品的热震性和抗裂性；这使得本发明的产品尤其适用于耐磨陶瓷球生产温差较大的窑炉。
为了使本发明的上述效果达到最佳效果，本发明提供一种优选的方案：优选的，所述的重量份组成为：氧化铝微粉12-18份、刚玉粉23-28份、石英粉8-11份、18目-150目白刚玉 21-29份，6目-18目白刚玉 9-13份， 18目-150目板状刚玉0 9-13份、6目-18目板状刚玉18-24份、3目-6目电熔莫来石 8-10份、18目-150目石英 8-12份、锆刚玉2-4份、减水剂5-6份。在该优选条件下，本产品的热震性、抗裂性（均匀性）和稳定性，可以达到最佳状态，使本产品更适用于耐磨陶瓷球生产温差较大的窑炉。
所述的减水剂是六偏磷酸盐系减水剂。选用六偏磷酸盐系减水剂，能更好的配合本发明的主要组分，得到本发明所需的干燥速率，从而能形成本发明所需的烧前组分结合状态。
优选的，所述的减水剂是六偏磷酸钠。
一种上述的耐磨陶瓷用挡球板的制备方法，其特征在于，制备步骤如下：
1）将氧化铝微粉、刚玉粉、石英粉按比例混合均匀；
2）向步骤1）的混合物料内按比例加入减水剂，加5-15重量份的水，搅拌5 min -30min后形成浆体；
3）再加入板状刚玉、白刚玉、电熔莫来石、石英颗粒、锆刚玉搅拌5 min -20min；
4）将步骤3）搅拌好的物料浇注入吸水模具内震动成型；
5）脱模后在15℃-200℃烘干；
6）半成品烘干后装入窑内烧成，烧制曲线的最高温控制在1370℃-1450℃，保温5h-15h。
本发明的制备过程中先将氧化铝微粉、刚玉粉、石英按比例混合，再加入减水剂制浆，减水剂可使氧化铝微粉、板状刚玉粉、石英粉充分分散，使其产品更均匀并且有较强的悬浮作用，本产品可以快速干燥，节约时间50%，提高生产效率，为石英在以后的烧制过程中的晶像变化预留所需的包围环境。选择吸水模具，可使产品快速凝结成行，脱模速度大大缩短1-2h便可脱模（现有生产技术脱模时间5h左右，缩短2/3时间），从而与本发明的设计干燥速度相适应。本发明步骤4）采用的震动浇注成型可使产品均匀性更好，提高产品的密度和强度，直接减缓大颗粒下沉，促使整体产品更均匀，薄弱部位有效减少，提高抗折强度。
优选的，步骤2）所述的减水剂为六偏磷酸盐系减水剂，所述的搅拌的时间为8 min-13 min。
优选的，步骤2）所述的减水剂为六偏磷酸盐系减水剂，步骤3）所述的搅拌的时间为8 min -13 min。在本发明的减水剂选用六偏磷酸盐系减水剂时，两次搅拌的时间缩短为8 min -13 min，即可达到所需最佳的搅拌效果；当搅拌5min时，即可满足基本生产所需。
优选的，步骤4）所述的吸水模具为石膏模具。石膏模具是一种适合的吸水模具，可达到凝结时间所需，同时制作成本低，模具形状可控性强。
优选的，步骤5）所述的烘干温度为60℃ -75℃。在减水剂和模具适应的条件下，选择在60℃-75℃的温度下烘干，能保证本产品的热震性、抗裂性（均匀性）和稳定性达到最佳效果。同时，因为本发明的组分具有更快的干燥效果，干燥过程中，为了降低加温成本，本发明可以适应最低15℃的干燥温度。
本发明的组分可以使得本发明的制备方法在更低的最高温度下保温烧成，比形成所需的晶相；优选的，步骤6）所述的烧制曲线的最高温为1385℃-1390℃。在该温度下，本产品的热震性、抗裂性（均匀性）和稳定性达到最佳效果。
与现有技术相比，本发明的一种耐磨陶瓷用挡球板的制备方法所具有的有益效果是：本发明中减水剂的使用可使细粉托住大颗粒，延缓下沉速度，减少用水量，使产品快速干燥，减少生产周期；浇注时采用可吸水石膏模具减少生产周期，提高产量；采用震动浇注成型使产品整体结构更均匀，更致密，提高抗折性；配料中加入石英高温下生产新的晶相，提高产品的热震性能，增加使用寿命，节约资源损耗，加入锆刚玉，可是产品高温下产生玻璃相增加产品韧性。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明一种耐磨陶瓷用挡球板的制备方法做进一步说明，其中实施例1为最佳实施例。
实施例1
1）将15份氧化铝微粉、25份刚玉粉、9份石英粉按比例混合，放入到搅拌机内搅拌均匀；
2）向搅拌机内加入六偏磷酸钠减水剂5份，加水10，充分搅拌8min，形成浆体；
3）再向搅拌机内加入18目-150目板状刚玉 11份、6目-18目板状刚玉 21份、18目-150目白刚玉 24份，6目-18目白刚玉 11份、3目-6目电熔莫来石 9份、18目-150目石英 10份，锆刚玉3份 ，搅拌8min；
4）将搅拌好的物料浇注入可吸水的模具内，放置在震动台，靠震动成型；
5）将生产好的半成品脱模，放置烘干室烘干65℃；
6）半成品烘干后装入窑内烧成，最高温1385℃，保温7h，即得。
实施例2
1）将12份氧化铝微粉、28份刚玉粉、8份石英粉按比例混合，放入到搅拌机内搅拌均匀；
2）向搅拌机内加入六偏磷酸钠减水剂5份，加水12份，充分搅拌13min，形成浆体；
3）再向搅拌机内加入18目-150目板状刚玉 9份、6目-18目板状刚玉 24份、18目-150目白刚玉21份，6目-18目白刚玉 13份、3目-6目电熔莫来石 8份、18目-150目石英12份，锆刚玉2份 ，搅拌13min；
4）将搅拌好的物料浇注入可吸水的模具内，放置在震动台或人工振动，靠震动成型；
5）将生产好的半成品脱模，放置烘干室烘干60℃；
6）半成品烘干后装入窑内烧成，最高温1390℃，保温5h，即得。
实施例3
1）将18份氧化铝微粉、23份刚玉粉、11份石英粉按比例混合，放入到搅拌机内搅拌均匀；
2）向搅拌机内加入六偏磷酸钠减水剂六份，加水5份，充分搅拌20min，形成浆体；
3）再向搅拌机内加入18目-150目板状刚玉 13、6目-18目板状刚玉 18份、18目-150目白刚玉29份，6目-18目白刚玉 9份、3目-6目电熔莫来石 10份、18目-150目石英8份，锆刚玉4份 ，搅拌5-20min；
4）将搅拌好的物料浇注入可吸水的模具内，放置在震动台或人工振动，靠震动成型；
5）将生产好的半成品脱模，放置烘干室烘干75℃；
6）半成品烘干后装入窑内烧成，最高温1385℃，保温10h，即得。
实施例4
1）将1份氧化铝微粉、35份刚玉粉、1份石英粉按比例混合，放入到搅拌机内搅拌均匀；
2）向搅拌机内加入六偏磷酸钙减水剂1份，加水5，份充分搅拌5min，形成浆体；
3）再向搅拌机内加入18目-150目板状刚玉 1份、6目-18目板状刚玉 35份、18目-150目白刚玉5份，6目-18目白刚玉 25份、3目-6目电熔莫来石 1份、18目-150目石英20份，锆刚玉6份 ，搅拌20min；
4）将搅拌好的物料浇注入可吸水的模具内，放置在震动台或人工振动，靠震动成型；
5）将生产好的半成品脱模，放置烘干室烘干15℃；
6）半成品烘干后装入窑内烧成，最高温1370℃，保温15h，即得。
实施例5
1）将30份氧化铝微粉、5份刚玉粉、20份石英粉按比例混合，放入到搅拌机内搅拌均匀；
2）向搅拌机内加入聚羧酸减水剂10份，加水15份，充分搅拌30min，形成浆体；
3）再向搅拌机内加入18目-150目板状刚玉 25份、6目-18目板状刚玉 5份、18目-150目白刚玉40份，6目-18目白刚玉 1份、3目-6目电熔莫来石 15份、18目-150目石英1份，搅拌5min；
4）将搅拌好的物料浇注入可吸水的模具内，放置在震动台或人工振动，靠震动成型；
5）将生产好的半成品脱模，放置烘干室烘干200℃；
6）半成品烘干后装入窑内烧成，最高温1450℃，保温5h，即得。
对比例1
基本物料配比和制备步骤同实施例1，不同的是物料配比中的石英粉和18目-150目石英用刚玉粉和18目-150目白刚玉代替。
对比例2
基本物料配比和制备步骤同实施例1，不同的是减水剂的用量为15份。
根据国家检测标准检测
。
显气孔率、体密度 ：GB/T 2997—2000
常温抗折强度 ：GB/T 3001—2007
高温抗折强度 ：GB/T 3002—2004
热震 ：YB/T 376.1—1995
蠕变 ：GB/T 5073—2005
从实施例和对比例1相较可以看出，本发明的原料配方，大大的提高了产品的热震性和抗裂性；从对比例2可以看出，减水剂加入量过多，反而会导致产品的性能降低。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (9)

1.一种耐磨陶瓷用挡球板的制备方法，其特征在于，由以下重量份组成制成：氧化铝微粉1-30份、刚玉粉5-35份、石英粉1-20份、18目-150目白刚玉21-29份，6目-18目白刚玉 9-13份、18目-150目板状刚玉 9-13份、6目-18目板状刚玉 18-24份、电熔莫来石 1-15份、18目-150目石英颗粒1-20份、锆刚玉0-6份、减水剂1-10份；
制备步骤如下：
1）将氧化铝微粉、刚玉粉、石英粉按比例混合均匀；
2）向步骤1）的混合物料内按比例加入减水剂，加5-15重量份的水，搅拌5 min -30min后形成浆体；
3）再加入板状刚玉、18目-150目白刚玉、6目-18目白刚玉、电熔莫来石、18目-150目石英颗粒、锆刚玉搅拌5 min -20min；
4）将步骤3）搅拌好的物料浇注入吸水模具内震动成型；
5）脱模后在15℃-200℃烘干；
6）半成品烘干后装入窑内烧成，烧制曲线的最高温控制在1370℃-1450℃，保温5h-15h。
2.根据权利要求1所述的一种耐磨陶瓷用挡球板的制备方法，其特征在于：所述的重量份组成为：氧化铝微粉12-18份、刚玉粉23-28份、石英粉8-11份、18目-150目白刚玉 21-29份，6目-18目白刚玉 9-13份， 18目-150目板状刚玉 9-13份、6目-18目板状刚玉 18-24份、3目-6目电熔莫来石 8-10份、18目-150目石英 8-12份、锆刚玉2-4份、减水剂5-6份。
3.根据权利要求1所述的一种耐磨陶瓷用挡球板的制备方法，其特征在于：所述的减水剂是六偏磷酸盐系减水剂。
4.根据权利要求1所述的一种耐磨陶瓷用挡球板的制备方法，其特征在于：所述的减水剂是六偏磷酸钠。
5.根据权利要求1所述的一种耐磨陶瓷用挡球板的制备方法，其特征在于：步骤2）所述的减水剂为六偏磷酸盐系减水剂，所述的搅拌的时间为8 min -13 min。
6.根据权利要求1所述的一种耐磨陶瓷用挡球板的制备方法，其特征在于：步骤2）所述的减水剂为六偏磷酸盐系减水剂，步骤3）所述的搅拌的时间为8 min -13 min。
7.根据权利要求1所述的一种耐磨陶瓷用挡球板的制备方法，其特征在于：步骤4）所述的吸水模具为石膏模具。
8.根据权利要求1所述的一种耐磨陶瓷用挡球板的制备方法，其特征在于：步骤5）所述的烘干温度为60℃ -75℃。
9.根据权利要求1所述的一种耐磨陶瓷用挡球板的制备方法，其特征在于：步骤6）所述的烧制曲线的最高温为1385℃-1390℃。
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