CN109095933B - 一种急冷带专用的抗弯陶瓷辊棒及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种急冷带专用的抗弯陶瓷辊棒,包括骨料和粘结剂,其中,所述骨料以重量份计的主要配方为:高岭土25~30份、堇青石3~5份、滑石粉18~24份、氧化铝粉4~8份、碳化硅24~30份、单质硅1~2份、硅酸锆5~10份、氧化铍1~3份;所述粘结剂为纤维素醚、树脂或木质素磺酸钙溶液中的一种或几种。相应地,本发明还公开了该急冷带专用的抗弯陶瓷辊棒的制备方法。本发明的陶瓷辊棒抗弯性能优异,具有热膨胀系数低、导热性好、抗弯能力强等特点,有效解决了陶瓷辊棒在辊道窑急冷带易弯曲的问题。

Description

一种急冷带专用的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技术领域,特别涉及一种急冷带专用的抗弯陶瓷辊棒及其制备方法。
背景技术
陶瓷辊棒是一种特殊耐火窑具,在辊道烧成窑和干燥窑中起支撑和传送陶瓷砖等产品的作用,是辊道窑的核心部件,它对辊道窑的节能、产品烧成周期以及自动化运作有重要影响,在建筑陶瓷、日用陶瓷、电子陶瓷、磁性材料、玻璃热处理等领域得到广泛应用。
目前,陶瓷生产企业辊道窑所用的陶瓷辊棒材质主要是刚玉-莫来石质的陶瓷辊棒,其存在的主要缺陷是热膨胀系数较高、导热性不好,在窑炉的急冷带(或温差较大区域)使用时,由于存在较大的温差,从而导致陶瓷辊棒在该区域容易产生弯曲变形,进而影响正常生产。
现市场上急冷带专用的辊棒是碳化硅辊棒,它具有热膨胀系数低、热导率高(是一般高铝质材料的10倍以上)、耐磨性能好、强度高的特性。但其价格高,且导热性太好不利于节能,因此限制了其在辊道窑中大量应用。
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。在硅酸盐矿物中,堇青石是热膨胀系数最低的环状结构矿物,具有良好的热稳定性、较高的化学稳定性,来源广泛。但堇青石同时存在合成、分解和使用温度范围都比较窄、韧性较低、高温强度差、荷重软化点低等不足。
发明内容
本发明旨在克服现有陶瓷辊棒在辊道窑急冷带易弯曲变形等缺点,提供一种热膨胀系数低、导热性好、抗弯能力强的急冷带专用陶瓷辊棒。
本发明所要解决的技术问题还在于,提供一种制备上述急冷带专用陶瓷辊棒的方法。
为达到上述技术效果,本发明提供了一种急冷带专用的抗弯陶瓷辊棒,其原料包括骨料和粘结剂,所述骨料以重量份计的配方为:
高岭土25~30份
堇青石3~5份
滑石粉18~24份
氧化铝粉4~8份
碳化硅24~30份
单质硅1~2份
硅酸锆5~10份
氧化铍1~3份。
作为上述方案的改进,所述高岭土的成分为:
SiO2≤48%、Al2O3≥37%、TiO2+Fe2O3≤1.2%、K2O+Na2O≤1.5%。
作为上述方案的改进,所述高岭土的结合强度为3~6MPa。
作为上述方案的改进,所述堇青石的颗粒度为80~100目,所述滑石粉的颗粒度为250~325目,所述碳化硅的颗粒度为80~120目。
作为上述方案的改进,所述滑石粉中的氧化镁含量≥30%;
所述氧化铝粉中的Al2O3含量≥99.3%;
所述硅酸锆中的ZrO2含量≥64%;
所述氧化铍中的BeO含量≥95%。
作为上述方案的改进,所述粘结剂为纤维素醚、树脂、木质素磺酸钙溶液中的一种或多种。
作为上述方案的改进,所述纤维素醚包括羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素和甲基纤维素。
作为上述方案的改进,所述粘结剂选用羧甲基纤维素,所述羧甲基纤维素的Na2O含量<10%,加入量为骨料的2.4~3.0wt%。
作为上述方案的改进,所述粘结剂选用热固性酚醛树脂,加入量为骨料的0.5~1.5wt%。
作为上述方案的改进,所述粘结剂选用木质素磺酸钙溶液,木质素磺酸钙与水的质量比为3-5:5-7,加入量为骨料的0.5~1.5wt%。
作为上述方案的改进,所述抗弯陶瓷辊棒的耐急冷急热性(1100℃~室温)≥30次不裂,常温弯曲强度≥50MPa,高温弯曲强度(1100℃)≥40MPa,热膨胀系数3.0~4.0×10-6/℃。
相应的,本发明公开了一种制备急冷带专用的抗弯陶瓷辊棒的方法,包括:
(1)将骨料按配方进行配料,并经球磨、喷雾、均化处理,得到混合料;
(2)在所述混合料中加入粘结剂进行干混处理,然后加入水进行湿混;
(3)将经干混和湿混的混合料进行造粒,并在液压挤出机上挤出成型,得到坯件;
(4)将所述坯件进行干燥处理,干燥后的坯件水分控制在1.2~2.3%;
(5)将干燥后的坯件进行冷等静压成型;
(6)将冷等静压成型后的坯件在窑炉中吊装烧结,得到辊棒成品;
其中,所述骨料以重量份计的配方为:
高岭土25~30份
堇青石3~5份
滑石粉18~24份
氧化铝粉4~8份
碳化硅24~30份
单质硅1~2份
硅酸锆5~10份
氧化铍1~3份;
所述粘结剂为纤维素醚。
作为上述方案的改进,步骤(2)中的混合机制为:先在混合料加入2.4~3.0wt%的羧甲基纤维素进行干混,干混的时间为4~6min,然后加入14~18wt%的水进行湿混,湿混的时间为10~13min;
步骤(4)中的干燥处理的温度为80~120℃、干燥时间为35~40h;
步骤(5)中的冷等静压成型的压力为90~200MPa;
步骤(6)中的吊装烧结的烧结温度为1360~1400℃,烧结时长28~32h。
相应的,本发明公开了一种制备急冷带专用的抗弯陶瓷辊棒的方法,包括:
(1)将骨料按配方进行配料,并经球磨、压滤处理,得到混合料。
(2)将所述混合料加入粘结剂,进行真空练泥制备成泥料;
(3)将所述泥料经真空挤出成型,得到坯件;
(4)将所述坯件进行干燥处理,干燥后的坯件水分控制在0.1~0.8%;
(5)将干燥后的坯件在窑炉中吊装烧结,得到辊棒成品;
其中,所述骨料以重量份计的配方为:
高岭土25~30份
堇青石3~5份
滑石粉18~24份
氧化铝粉4~8份
碳化硅24~30份
单质硅1~2份
硅酸锆5~10份
氧化铍1~3份;
所述粘结剂为树脂或木质素磺酸钙溶液中的一种或多种。
作为上述方案的改进,步骤(4)中的干燥处理的温度为80~150℃、干燥时间为12~18h;
步骤(5)的吊装烧结的烧结温度为1360~1380℃,烧结时间为28~32h。
实施本发明,具有如下有益效果:
本发明急冷带专用的陶瓷辊棒,由骨料和粘结剂制成,其中,骨料包括高岭土、堇青石、滑石粉、氧化铝粉、碳化硅、单质硅、硅酸锆和氧化铍。本发明通过采用部分堇青石熟料为晶种诱发滑石粉、高岭土和氧化铝粉合成稳定的堇青石晶相,并采用硅酸锆拓宽堇青石的合成温度,同时起到稳定剂的作用,经过适宜的保温时间,晶粒得到很好生长发育,形成足够强度和低热膨胀系数的堇青石相。其与碳化硅颗粒料相匹配,同时利用单质硅的高活性,防止碳化硅在烧成过程中的氧化,进一步采用具有高导热作用的氧化铍制得的堇青石-碳化硅-莫来石复相陶瓷辊棒,最终形成的陶瓷辊棒热膨胀系数低、导热性好、强度高、抗弯能力强,适用于急冷带专用陶瓷辊棒,能有效地解决辊棒在窑炉温差较大区域所产生的弯曲形变甚至断裂的问题。
附图说明
图1是本发明急冷带专用的抗弯陶瓷辊棒的制备方法一实施例的流程图;
图2是本发明急冷带专用的抗弯陶瓷辊棒的制备方法另一实施例的流程图。
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。
本发明提供了一种急冷带专用的抗弯陶瓷辊棒,其原料包括骨料和粘结剂,所述骨料包括高岭土、堇青石、滑石粉、氧化铝粉、碳化硅、单质硅、硅酸锆和氧化铍,所述粘结剂为纤维素醚、树脂、木质素磺酸钙溶液中的一种或多种。其中,所述骨料以重量份计的配方为:
高岭土25~30份
堇青石3~5份
滑石粉18~24份
氧化铝粉4~8份
碳化硅24~30份
单质硅1~2份
硅酸锆5~10份
氧化铍1~3份。
上述高岭土、堇青石、滑石粉、氧化铝粉、碳化硅、单质硅以及硅酸锆和氧化铍的重量份总和为100份。
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。堇青石具有明显的多色性(三色性),耐火性好,热膨胀系数小,广泛应用于陶瓷、玻璃业,提高其抗急冷急热的能力。
然而,堇青石同时存在合成、分解和使用温度范围都比较窄、韧性较低、高温强度差、荷重软化点低等不足。因此,本发明利用硅酸锆、碳化硅、单质硅和氧化铍之间的配合,并选用特定的高岭土、氧化铝粉和滑石粉,来克服堇青石的上述缺点。具体的,
所述高岭土的成分为:
SiO2≤48%、Al2O3≥37%、TiO2+Fe2O3≤1.2%、K2O+Na2O≤1.5%。
普通的高岭土的晶体化学式为2SiO2·Al2O3·2H2O,其理论化学组成为46.54%的SiO2,39.5%的Al2O3,13.96%的H2O。本发明选用的高岭土中氧化钾含量高于普通的高岭土,该高岭土更易与氧化铝粉和滑石粉反应生成堇青石。若采用普通高岭土,在合成过程中将不利于生成堇青石而更加容易生成莫来石。
所述高岭土的结合强度为3~6MPa,该强度下的高岭土可以确保辊棒在吊烧过程中各组分结合良好,不容易发生开裂和掉棒现象,此外,该结合强度不至于过高,更利于堇青石的合成。
所述滑石粉中的氧化镁含量≥30%,所述氧化铝粉中的Al2O3含量≥99.3%,本发明采用上述成分的滑石粉和氧化铝粉,更有助于堇青石的合成。
所述硅酸锆中的ZrO2含量≥64%,本发明采用部分堇青石熟料为晶种诱导滑石粉、氧化铝粉及高岭土合成稳定的堇青石晶相。硅酸锆可以促进堇青石的烧结,进而降低并拓宽堇青石的合成温度,同时起到稳定剂的作用。
堇青石的热膨胀系数为1.1-1.8×10-6(20~1000℃),而碳化硅的热膨胀系数为4.5×10-6(20~1000℃),本发明形成的堇青石相与碳化硅颗粒料膨胀系数相匹配,所述单质硅具有高活性,在烧成过程中抢先将氧耗尽,防止碳化硅在烧成过程中的氧化,起到抗氧化剂的作用。
所述氧化铍中的BeO含量≥95%,具有高导热性。BeO的含量越高,导热效果越佳,氧化铍组分可以提高辊棒的导热性能,防止辊棒在使用过程中因大量热量积聚而影响辊棒的使用寿命。
优选的,所述堇青石的颗粒度为80~100目,所述滑石粉的颗粒度为250~325目,所述碳化硅的颗粒度为80~120目。更佳的,所述堇青石的颗粒度为85~95目,所述滑石粉的颗粒度为270~300目,所述碳化硅的颗粒度为90~110目。选用上述颗粒度组合的堇青石、滑石粉和碳化硅,整个配方料可以实现较大的堆积密度,烧结的活性较高。
进一步,本发明的粘结剂为纤维素醚、树脂、木质素磺酸钙溶液中的一种或多种,所述纤维素醚包括羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素和甲基纤维素。优选的,所述粘结剂为纤维素醚、树脂、木质素磺酸钙溶液中的一种。
当粘结剂选用纤维素醚时,优选为羧甲基纤维素,所述羧甲基纤维素的Na2O含量<10%,加入量为骨料的2.4~3.0wt%。
当粘结剂选用树脂时,优选为热固性酚醛树脂,加入量为骨料的0.5~1.5wt%。
当粘结剂选用木质素磺酸钙溶液时,木质素磺酸钙与水的质量比为3-5:5-7,优选为4:6,加入量为骨料的0.5~1.5wt%。采用该比例的溶液,可以实现木质素磺酸钙全部溶解,且保证合适的浓度,避免水分过多影响后续的练泥工艺。
本发明通过采用部分堇青石熟料为晶种诱发滑石粉、高岭土和氧化铝粉合成稳定的堇青石晶相,并采用硅酸锆拓宽堇青石的合成温度,同时起到稳定剂的作用,经过适宜的保温时间,晶粒得到很好生长发育,形成足够强度和低热膨胀系数的堇青石相,其与碳化硅颗粒料相匹配,同时利用单质硅的高活性,防止碳化硅在烧成过程中的氧化,进一步采用具有高导热作用的氧化铍制得的堇青石-碳化硅-莫来石复相陶瓷辊棒,最终形成的陶瓷辊棒热膨胀系数低、导热性好、强度高、抗弯能力强,适用于急冷带专用陶瓷辊棒,能有效地解决辊棒在窑炉温差较大区域所产生的弯曲形变甚至断裂的问题。
通过固相烧结反应得到显微结构均匀致密的堇青石-碳化硅-莫来石-硅酸锆复合陶瓷辊棒,其性能如下:
所述抗弯陶瓷辊棒的耐急冷急热性(1100℃~室温)≥30次不裂,常温弯曲强度≥50MPa,高温弯曲强度(1100℃)≥40MPa,热膨胀系数3.0~4.0×10-6/℃(1000℃)。
需要说明的是,本发明的份是指重量份,%是指重量百分比。
相应的,如图1所示,本发明公开了一种制备急冷带专用的抗弯陶瓷辊棒的方法的一实施例,其采用冷等静压成型,具体包括:
S101、将骨料按配方进行配料,并经球磨、喷雾、均化处理,得到混合料。
其中,所述骨料以重量份计的配方为:
高岭土25~30份
堇青石3~5份
滑石粉18~24份
氧化铝粉4~8份
碳化硅24~30份
单质硅1~2份
硅酸锆5~10份
氧化铍1~3份;
上述高岭土、堇青石、滑石粉、氧化铝粉、碳化硅、单质硅以及硅酸锆和氧化铍的重量份总和为100份,以此为基准,外加:
粘结剂,具体为纤维素醚,加入量为2.4~3.0wt%。
需要说明的是,所述骨料的技术细节同上所述,在此不再赘述。
S102、在所述混合料中加入粘结剂进行干混处理,然后加入水进行湿混;
具体的混合机制为:先在混合料加入2.4~3.0wt%的羧甲基纤维素进行干混,干混的时间为4~6min,然后加入14~18wt%的水进行湿混,湿混的时间为10~13min。
S103、将经干混和湿混的混合料进行造粒,并在液压挤出机上挤出成型,得到坯件。
S104、将所述坯件进行干燥处理,干燥后的坯件水分控制在1.2~2.3%;
所述干燥处理的温度为80~120℃、干燥时间为35~40h。
S105、将干燥后的坯件进行冷等静压成型。
所述冷等静压成型的压力为90~200MPa。
S106、将冷等静压成型后的坯件在窑炉中吊装烧结,得到辊棒成品;
所述吊装烧结的烧结温度为1360~1400℃,烧结时长28~32h。
相应的,如图2所示,本发明公开了一种制备急冷带专用的抗弯陶瓷辊棒的方法的另一实施例,包括:
S201、将骨料按配方进行配料,并经球磨、压滤处理,得到混合料。
其中,所述骨料以重量份计的配方为:
高岭土25~30份
堇青石3~5份
滑石粉18~24份
氧化铝粉4~8份
碳化硅24~30份
单质硅1~2份
硅酸锆5~10份
氧化铍1~3份;
上述高岭土、堇青石、滑石粉、氧化铝粉、碳化硅、单质硅以及硅酸锆和氧化铍的重量份总和为100份,以此为基准,外加:
粘结剂,具体为树脂或木质素磺酸钙溶液中的一种或多种,加入量为0.5~1.5%。
需要说明的是,所述骨料的技术细节同上所述,在此不再赘述。
S202、将所述混合料加入粘结剂,进行真空练泥制备成泥料。
S203、将所述泥料经真空挤出成型,得到坯件。
S204、将所述坯件进行干燥处理,干燥后的坯件水分控制在0.1~0.8%。
所述干燥处理的温度为80~150℃、干燥时间为12~18h。
S205、将干燥后的坯件在窑炉中吊装烧结,得到辊棒成品。
所述吊装烧结的烧结温度为1360~1380℃,烧结时间为28~32h。
下面以具体实施例进一步阐述本发明
实施例1
(一)配方:
(1)骨料
高岭土28kg
堇青石4kg
滑石粉20kg
氧化铝粉6kg
碳化硅30kg
单质硅2kg
硅酸锆8kg
氧化铍2kg。
(2)粘结剂
羧甲基纤维素,其加入量为2.9kg。
(二)制备方法:
(1)将高岭土28kg、堇青石4kg、滑石粉20kg、氧化铝粉6kg、碳化硅30kg、单质硅2kg、硅酸锆8kg、氧化铍2kg混合配料,经球磨、喷雾均化工序制备混合料;
(2)先加入2.9kg的羧甲基纤维素干混6.0min,进一步加入16kg的水,湿混12min;
(3)将经干混和湿混的混合料进行两次造粒,在液压挤出机上挤出产品坯件;
(4)将所述坯件进行干燥处理,干燥条件为90℃下37h,干燥后的坯件水分控制在1.2%;
(5)将所述干燥的坯件经170MPa冷等静压成型,脱模得到管坯;
(6)将所述管坯在窑炉中吊装烧结,烧结温度为1370℃,烧结时长31h,得到陶瓷辊棒。
实施例2
(一)配方:
(1)骨料
高岭土28kg
堇青石4kg
滑石粉22kg
氧化铝粉7kg
碳化硅28kg
单质硅2kg
硅酸锆8kg
氧化铍1kg。
(2)粘结剂
羧甲基纤维素,其加入量为2.6kg。
(二)制备方法:
(1)将高岭土28kg、堇青石4kg、滑石粉22kg、氧化铝粉7kg、碳化硅28kg、单质硅2kg、硅酸锆8kg和氧化铍1kg混合配料,经球磨、喷雾均化工序制备混合料;
(2)先加入2.6kg的羧甲基纤维素干混5.0min,进一步加入17kg的水,湿混12min;
(3)将经干混和湿混的混合料进行两次造粒,在液压挤出机上挤出产品坯件;
(4)将所述坯件进行干燥处理,干燥条件为95℃下40h,干燥后的坯件水分控制在1.3%;
(5)将所述干燥的坯件经142MPa冷等静压成型,脱模得到管坯;
(6)将所述管坯在窑炉中吊装烧结,烧结温度为1375℃,烧结时长32h,得到陶瓷辊棒。
实施例3
(一)配方:
(1)骨料
高岭土26kg
堇青石5kg
滑石粉23kg
氧化铝粉6kg
碳化硅28kg
单质硅2kg
硅酸锆9kg
氧化铍1kg。
(2)粘结剂
热固性酚醛树脂,其加入量为1.5kg。
(二)制备方法:
(1)将高岭土26kg、堇青石5kg、滑石粉23kg、氧化铝粉6kg、碳化硅28kg、单质硅2kg、硅酸锆9kg和氧化铍1kg混合配料,经球磨、压滤工序制备混合料;
(2)将所述混合料加入1.5kg的热固性酚醛树脂,进行真空练泥制备成泥料;
(3))将所述泥料经真空挤出机挤出成型,制备出相应的坯件;
(4)将所述坯件进行干燥处理得到管坯,干燥条件为130℃下16h,干燥后的坯件水分控制在0.3%;
(5)将所述管坯在窑炉中吊装烧结,烧结温度为1380℃,烧结时长32h,得到陶瓷辊棒。
实施例4
(一)配方:
(1)骨料
高岭土28kg
堇青石5kg
滑石粉22kg
氧化铝粉6kg
碳化硅28kg
单质硅2kg
硅酸锆8kg
氧化铍1kg。
(2)粘结剂
木质素磺酸钙溶液,其加入量为1.4kg。
(二)制备方法:
(1)将高岭土28kg、堇青石5kg、滑石粉22kg、氧化铝粉6kg、碳化硅28kg、单质硅2kg、硅酸锆8kg和氧化铍1kg混合配料,经球磨、压滤工序制备混合料;
(2)将所述混合料加入1.4kg的木质素磺酸钙溶液,进行真空练泥制备成泥料;
(3))将所述泥料经真空挤出机挤出成型,制备出相应的坯件;
(4)将所述坯件进行干燥处理得到管坯,干燥条件为90℃下14h,干燥后的坯件水分控制在0.2%;
(5)将所述管坯在窑炉中吊装烧结,烧结温度为1380℃,烧结时长32h,得到陶瓷辊棒。
实施例5
(一)配方:
(1)骨料
高岭土25kg
堇青石5kg
滑石粉24kg
氧化铝粉8kg
碳化硅29kg
单质硅1kg
硅酸锆5kg
氧化铍3kg。
(2)粘结剂
木质素磺酸钙溶液,其加入量为0.5kg。
(二)制备方法:
(1)将高岭土25kg、堇青石5kg、滑石粉24kg、氧化铝粉8kg、碳化硅29kg、单质硅1kg、硅酸锆5kg和氧化铍3kg混合配料,经球磨、压滤工序制备混合料;
(2)将所述混合料加入0.5kg的木质素磺酸钙溶液,进行真空练泥制备成泥料;
(3))将所述泥料经真空挤出机挤出成型,制备出相应的坯件;
(4)将所述坯件进行干燥处理得到管坯,干燥条件为90℃下14h,干燥后的坯件水分控制在0.1%;
(5)将所述管坯在窑炉中吊装烧结,烧结温度为1380℃,烧结时长32h,得到陶瓷辊棒。
实施例6
(一)配方:
(1)骨料
高岭土30kg
堇青石3kg
滑石粉18kg
氧化铝粉7kg
碳化硅30kg
单质硅1kg
硅酸锆10kg;
氧化铍1kg。
(2)粘结剂
羧甲基纤维素,其加入量为3kg。
(二)制备方法:
(1)将高岭土30kg、堇青石3kg、滑石粉18kg、氧化铝粉7kg、碳化硅30kg、单质硅1kg、硅酸锆10kg和氧化铍1kg混合配料,经球磨、喷雾均化工序制备混合料;
(2)先加入3kg的羧甲基纤维素干混5.0min,进一步加入18kg的水,湿混12min;
(3)将经干混和湿混的混合料进行两次造粒,在液压挤出机上挤出产品坯件;
(4)将所述坯件进行干燥处理,干燥条件为100℃下40h,干燥后的坯件水分控制在1.6%;
(5)将所述干燥的坯件经150MPa冷等静压成型,脱模得到管坯;
(6)将所述管坯在窑炉中吊装烧结,烧结温度为1375℃,烧结时长32h,得到陶瓷辊棒。
将实施例1-6所得的陶瓷辊棒做技术检测,结果如下:
Figure BDA0001740967870000141
综上,本发明急冷带专用的抗弯陶瓷辊棒,其耐急冷急热性(1100℃)≥30次不裂,常温弯曲强度≥50MPa,高温弯曲强度(1100℃)≥40MPa,热膨胀系数3.0~4.0×10-6/℃(1000℃),具有较高的常温弯曲强度和高温弯曲强度,抗弯性能优异,此外,还具有热膨胀系数低、导热性好、抗弯能力强等特点,有效解决了陶瓷辊棒在辊道窑急冷带易弯曲的问题。
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 (13)

1.一种急冷带专用的抗弯陶瓷辊棒,其特征在于,其原料包括骨料和粘结剂,所述骨料以重量份计的配方为:
高岭土25~30份
堇青石3~5份
滑石粉18~24份
氧化铝粉4~8份
碳化硅24~30份
单质硅1~2份
硅酸锆5~10份
氧化铍1~3份;
其中,所述高岭土的成分为:SiO2≤48%、Al2O3≥37%、TiO2+ Fe2O3≤1.2%、K2O+Na2O≤1.5%。
2.根据权利要求1所述的急冷带专用的抗弯陶瓷辊棒,其特征在于,所述高岭土的结合强度为3~6MPa。
3.根据权利要求1所述的急冷带专用的抗弯陶瓷辊棒,其特征在于,所述堇青石的颗粒度为80~100目,所述滑石粉的颗粒度为250~325目,所述碳化硅的颗粒度为80~120目。
4.根据权利要求1所述的急冷带专用的抗弯陶瓷辊棒,其特征在于,所述滑石粉中的氧化镁含量≥30%;
所述氧化铝粉中的Al2O3含量≥99.3%;
所述硅酸锆中的ZrO2含量≥64%;
所述氧化铍中的BeO含量≥95%。
5.根据权利要求1所述的急冷带专用的抗弯陶瓷辊棒,其特征在于,所述粘结剂为纤维素醚、树脂、木质素磺酸钙溶液中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的急冷带专用的抗弯陶瓷辊棒,其特征在于,所述粘结剂选用羧甲基纤维素,所述羧甲基纤维素的Na2O含量<10%,加入量为骨料的2.4~3.0wt%。
7.根据权利要求5所述的急冷带专用的抗弯陶瓷辊棒,其特征在于,所述粘结剂选用热固性酚醛树脂,加入量为骨料的0.5~1.5wt%。
8.根据权利要求5所述的急冷带专用的抗弯陶瓷辊棒,其特征在于,所述粘结剂选用木质素磺酸钙溶液,木质素磺酸钙与水的质量比为3-5:5-7,加入量为骨料的0.5~1.5wt%。
9.根据权利要求1所述的急冷带专用的抗弯陶瓷辊棒,其特征在于,所述抗弯陶瓷辊棒在1100℃~室温的耐急冷急热性≥30次不裂,常温弯曲强度≥50MPa,在1100℃的高温弯曲强度≥40MPa,热膨胀系数3.0~4.0×10-6/℃。
10.一种制备权利要求1所述的急冷带专用的抗弯陶瓷辊棒的方法,其特征在于,包括:
(1)将骨料按配方进行配料,并经球磨、喷雾、均化处理,得到混合料;
(2)在所述混合料中加入粘结剂进行干混处理,然后加入水进行湿混;
(3)将经干混和湿混的混合料进行造粒,并在液压挤出机上挤出成型,得到坯件;
(4)将所述坯件进行干燥处理,干燥后的坯件水分控制在1.2~2.3%;
(5)将干燥后的坯件进行冷等静压成型;
(6)将冷等静压成型后的坯件在窑炉中吊装烧结,得到辊棒成品;
其中,所述骨料以重量份计的配方为:
高岭土25~30份
堇青石3~5份
滑石粉18~24份
氧化铝粉4~8份
碳化硅24~30份
单质硅1~2份
硅酸锆5~10份
氧化铍1~3份;
所述粘结剂为纤维素醚。
11.根据权利要求10所述制备急冷带专用的抗弯陶瓷辊棒的方法,其特征在于,步骤(2)中的混合机制为:先在混合料加入2.4~3.0 wt%的羧甲基纤维素进行干混,干混的时间为4~6min,然后加入 14~18 wt%的水进行湿混,湿混的时间为10~13min;
步骤(4)中的干燥处理的温度为80~120℃、干燥时间为35~40h;
步骤(5)中的冷等静压成型的压力为90~200MPa;
步骤(6)中的吊装烧结的烧结温度为1360~1400℃,烧结时长28~32h。
12.一种制备权利要求1所述的急冷带专用的抗弯陶瓷辊棒的方法,其特征在于,包括:
(1)将骨料按配方进行配料,并经球磨、压滤处理,得到混合料;
(2)将所述混合料加入粘结剂,进行真空练泥制备成泥料;
(3)将所述泥料经真空挤出成型,得到坯件;
(4)将所述坯件进行干燥处理,干燥后的坯件水分控制在0.1~0.8%;
(5)将干燥后的坯件在窑炉中吊装烧结,得到辊棒成品;
其中,所述骨料以重量份计的配方为:
高岭土25~30份
堇青石3~5份
滑石粉18~24份
氧化铝粉4~8份
碳化硅24~30份
单质硅1~2份
硅酸锆5~10份
氧化铍1~3份;
所述粘结剂为树脂或木质素磺酸钙溶液中的一种或多种。
13.根据权利要求12所述制备急冷带专用的抗弯陶瓷辊棒的方法,其特征在于,步骤(4)中的干燥处理的温度为80~150℃、干燥时间为12~18h;
步骤(5)的吊装烧结的烧结温度为1360~1380℃,烧结时间为28~32h。
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