CN106673605A - 棒形支柱瓷绝缘子的制备方法 - Google Patents

棒形支柱瓷绝缘子的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种棒形支柱瓷绝缘子的制备方法，包括以下工序：原料球磨、过筛除铁、喷雾干燥造粒、等静压成型、修坯、上釉、烧成；所述烧成工序包括低温阶段、氧化分解阶段、高温阶段、冷却阶段，所述烧成工序的冷却阶段包括具体降温过程，本发明操作简单，有效消除棒形支柱瓷绝缘子内部应力。

Description

棒形支柱瓷绝缘子的制备方法
技术领域
本发明涉及一种棒形支柱瓷绝缘子的制备方法。
背景技术
瓷质绝缘子是应用于电力系统中起支持和绝缘作用的关键部件。大尺寸的棒形支柱瓷绝缘子主要采用铝质瓷、干法等静压成型和“先坐后吊”的烧成工艺烧成，在烧成过程中，坯件要收缩、起吊，由于300mm以上杆径产品重量大，上主体杆径及吊头处很容易拉伤，产生开裂、掉头等缺陷，产生此缺陷的根本原因是瓷材料的高温荷重能力不足。而现在使用的超大尺寸棒形支柱瓷绝缘子铝质瓷配方，为了满足孔隙率要求，增加主熔剂长石的用量，又降低了瓷材料的高温荷重能力，非常容易出现开裂、掉头现象。
烧成结束后要切掉吊头、底座，还要进行温差大于60K的温度循环试验，即热水-冷水的三次循环试验，试验时产品要全部浸到热水中，30分钟后将产品提出，并在30秒内将产品放入冷水中，循环三次。若烧成后的瓷体内部有应力，很容易在切割、温度循环试验中炸裂，而对于杆径即主杆直径为300mm以上的超大尺寸棒形支柱瓷绝缘子而言，正常的烧成工艺很难消除其内部应力，现有技术中，有的采用瓷件烧成后在常温下长时间放置来消除应力，有的采用烧成后回火处理即二次烧成至850～1000℃的方式消除应力，上述方法操作复杂，效率低，效果差，生产成本高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服以上现有技术的缺点：提供一种操作简单，有效消除棒形支柱瓷绝缘子内部应力的棒形支柱瓷绝缘子的制备方法。
本发明的技术解决方案如下：一种棒形支柱瓷绝缘子的制备方法，包括以下工序：原料球磨、过筛除铁、喷雾干燥造粒、等静压成型、修坯、上釉、烧成；所述烧成工序包括低温阶段、氧化分解阶段、高温阶段、冷却阶段，其特征在于：所述烧成工序的冷却阶段，包括以下过程：首先以200～300℃/h的降温速度使窑内温度从烧成温度1230～1330℃降至980～1020℃；再以40～60℃/h的降温速度使窑内温度从980～1020℃降至870～880℃；保持温度在870～880℃，恒温1～2小时；再以20～30℃/h的降温速度使窑内温度从870～880℃降至800～820℃；保持温度在800～820℃，恒温2～3小时；然后以20～30℃/h的降温速度使窑内温度从800～820℃降至540～560℃；最后以20～40℃/h的降温速度使窑内温度从540～560℃降至室温。
作为优选，所述烧成工序的冷却阶段，首先以300℃/h的降温速度使窑内温度从烧成温度1260℃降至1000℃，以50℃/h的降温速度使窑内温度从1000℃降至880℃，在880℃下保温1小时；以30℃/h的降温速度使窑内温度从880℃降至810℃，在810℃下保温2.5小时；以25℃/h的降温速度使窑内温度从810℃降至550℃，最后以35℃/h的降温速度使窑内温度从550℃降至室温。
作为优选，所述原料为一种“无长石”的铝质瓷配方，包括以下重量百分比的各组份：煅烧铝矾土 45～53%；泾阳粘土8～15%；章村粘土 5～12%；煅烧大同土 7～13%；左云粘土 16～25%。
原料球磨按原料：球：水=1︰2.3︰0.5进行，球石采用微晶高铝研磨球，研磨球配比按以下重量百分比：φ15︰φ20︰φ25︰φ30︰φ35︰φ40= 10︰15︰25︰25︰15︰10，球磨后浆料的中位粒径为3.2～3.4um。
本发明的有益效果是：配方中使用高钾煅烧铝矾土、使用伊利石类的硬质粘土章村土和泾阳土代替长石引入氧化钾等熔剂成分，同时引入了较多的铝，熔融时粘度大、高温荷重能力能力强，避免了而直接使用长石做熔剂粘度变化大，高温荷重能力低的缺陷。极大地减少了大杆径产品烧成过程中的开裂、掉头等缺陷，提高了产品和合格率。
瓷体内部的应力主要是在烧成的冷却阶段，瓷体由塑性体转化为脆性体时产生的，对于杆径为300mm以上的棒形支柱瓷绝缘子，若按正常的烧成冷却制度，瓷体内部很容易产生应力。瓷体由塑性体转化为脆性体的阶段，固相增多，液相减少，液相与固相共存。本发明结合相应的冷却工序，就是保证液相在合适的温度下有充分的时间吸收由液相转化成固相和晶体析出、转化过程中所产生的应力。这样瓷体冷却后内部就没有残留应力，烧成后的瓷件可以马上进行切割、温度循环试验，不会产生炸裂及其他缺陷，合格率非常高。减少了用现有烧成制度烧成的瓷件需要放置、二次回火处理等消除瓷体内部应力的方法所带来的时间、场地、费用等消耗，且操作简单，效果好，成本低，效率高。
具体实施方式
下面用具体实施例对本发明做进一步详细说明，但本发明不仅局限于以下具体实施例。
实施例一
按照以下重量百分比称取原料：煅烧铝矾土 45～53%；泾阳粘土8～15%；章村粘土 5～12%；煅烧大同土 7～13%；左云粘土 16～25%。上述各组分的重量百分比之和为100%；再按照以下工序制备棒形支柱瓷绝缘子：原料球磨、过筛除铁、喷雾干燥造粒、等静压成型、修坯、上釉、烧成；所述烧成工序包括低温阶段、氧化分解阶段、高温阶段、冷却阶段，所述烧成工序的冷却阶段，包括以下过程：首先以200～300℃/h的降温速度使窑内温度从烧成温度1230～1330℃降至980～1020℃；再以40～60℃/h的降温速度使窑内温度从980～1020℃降至870～880℃；保持温度在870～880℃，恒温1～2小时；再以20～30℃/h的降温速度使窑内温度从870～880℃降至800～820℃；保持温度在800～820℃，恒温2～3小时；然后以20～30℃/h的降温速度使窑内温度从800～820℃降至540～560℃；最后以20～40℃/h的降温速度使窑内温度从540～560℃降至室温。
实施例二
按照以下重量百分比称取原料：煅烧铝矾土 50%；泾阳粘土10%；章村粘土 8%；煅烧大同土 10%；左云粘土 22%。再按照以下工序制备棒形支柱瓷绝缘子：原料球磨、过筛除铁、喷雾干燥造粒、等静压成型、修坯、上釉、烧成；所述烧成工序包括低温阶段、氧化分解阶段、高温阶段、冷却阶段，所述烧成工序的冷却阶段，包括以下过程：首先以200～300℃/h的降温速度使窑内温度从烧成温度1230～1330℃降至980～1020℃；再以40～60℃/h的降温速度使窑内温度从980～1020℃降至870～880℃；保持温度在870～880℃，恒温1～2小时；再以20～30℃/h的降温速度使窑内温度从870～880℃降至800～820℃；保持温度在800～820℃，恒温2～3小时；然后以20～30℃/h的降温速度使窑内温度从800～820℃降至540～560℃；最后以20～40℃/h的降温速度使窑内温度从540～560℃降至室温。
实施例三
按照以下重量百分比称取原料：煅烧铝矾土 52%；泾阳粘土8%；章村粘土 10%；煅烧大同土 7%；左云粘土 23%。再按照以下工序制备棒形支柱瓷绝缘子：原料球磨、过筛除铁、喷雾干燥造粒、等静压成型、修坯、上釉、烧成；所述烧成工序包括低温阶段、氧化分解阶段、高温阶段、冷却阶段，所述烧成工序的冷却阶段，包括以下过程：首先以300℃/h的降温速度使窑内温度从烧成温度1260℃降至1000℃，以50℃/h的降温速度使窑内温度从1000℃降至880℃，在880℃下保温1小时；以30℃/h的降温速度使窑内温度从880℃降至810℃，在810℃下保温2.5小时；以25℃/h的降温速度使窑内温度从810℃降至550℃，最后以35℃/h的降温速度使窑内温度从550℃降至室温。
以上仅是本发明的特征实施范例，对本发明保护范围不构成任何限制。凡采用同等交换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (4)

1.一种棒形支柱瓷绝缘子的制备方法，包括以下工序：原料球磨、过筛除铁、喷雾干燥造粒、等静压成型、修坯、上釉、烧成；所述烧成工序包括低温阶段、氧化分解阶段、高温阶段、冷却阶段，其特征在于：所述烧成工序的冷却阶段，包括以下过程：首先以200～300℃/h的降温速度使窑内温度从烧成温度1230～1330℃降至980～1020℃；再以40～60℃/h的降温速度使窑内温度从980～1020℃降至870～880℃；保持温度在870～880℃，恒温1～2小时；再以20～30℃/h的降温速度使窑内温度从870～880℃降至800～820℃；保持温度在800～820℃，恒温2～3小时；然后以20～30℃/h的降温速度使窑内温度从800～820℃降至540～560℃；最后以20～40℃/h的降温速度使窑内温度从540～560℃降至室温。
2.根据权利要求1所述的棒形支柱瓷绝缘子的制备方法，其特征在于：所述烧成工序的冷却阶段，首先以300℃/h的降温速度使窑内温度从烧成温度1260℃降至1000℃，以50℃/h的降温速度使窑内温度从1000℃降至880℃，在880℃下保温1小时；以30℃/h的降温速度使窑内温度从880℃降至810℃，在810℃下保温2.5小时；以25℃/h的降温速度使窑内温度从810℃降至550℃，最后以35℃/h的降温速度使窑内温度从550℃降至室温。
3. 根据权利要求1所述的棒形支柱瓷绝缘子的制备方法，其特征在于：所述原料包括以下重量百分比的各组份：煅烧铝矾土 45～53%；泾阳粘土8～15%；章村粘土 5～12%；煅烧大同土 7～13%；左云粘土 16～25%。
4.根据权利要求3所述的棒形支柱瓷绝缘子的制备方法，其特征在于：原料球磨按原料：球：水=1:2.3:0.5进行，球磨后浆料的中位粒径为3.2～3.4um。
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