CN115611608B - 一种高硬度闪光砂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高硬度闪光砂,其原料所包含的组分及重量百分比为:煅烧α型氧化铝28‑36%,水曲柳球粘土18‑25%,法库土4‑8%,左云土3‑9%,英国土3‑8%,滑石粉4‑10%,石英粉2‑7%,长石13‑19%。本发明闪光砂的制备工艺为:经加水、球磨,制备成浆料;再经真空练泥,过筛,烧制,裹釉,烧制,过筛等工艺后制得闪光砂。此闪光砂可以满足各等级圆柱头盘形悬式瓷绝缘子的性能要求,电气性能优良,机械强度稳定,有利于降低产品的异常破坏概率,更好地满足超/特高压输变电工程建设的需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种闪光砂,进一步是指一种高硬度闪光砂及其制备方法,用于 盘形悬式瓷绝缘子的生产,是产品结构的重要组成材料。
背景技术
随着电力工业持续的高速发展,采用超/特高压输电,将实现更远距离、更大 容量、更低损耗的电力输送,对于优化资源配置,提高输电走廊的利用率和环境 保护具有十分重要的意义。盘形悬式瓷绝缘子作为输变电工程的关键配套产品, 对其性能要求也越来越高,不仅要保证优异的机械性能、电气性能,还要具有在长期的机械及电气载荷作用下稳定可靠地工作,避免零值的出现,以保证线路的 安全运行。
进一步提高现有圆柱头盘形悬式瓷绝缘子的质量水平,在保证具有优良机械 特性和绝缘特性的电瓷坯料配方的基础上,各个其它的组成材料的性能也要相应 提高。瓷件头部的上砂区域的性能水平是我们重点关注之一。其在绝缘子结构中, 主要起到增加摩擦阻力,固定住水泥胶合剂与瓷件本体,避免产品在受到外力的 作用下,材料间产生相对滑移,导致受力结构改变,进而使瓷本体发生破坏现象。在现有技术中,常因为瓷砂自身的硬度不够、叠砂、上砂分布不均等现象,导致 特别是高吨位高等级的圆柱头盘形悬式瓷绝缘子的机械强度及电气性能不稳定、 不均一。产品在线路运行时,伴随着机械、电气的负载及其它环境因素作用,上 砂区域不断受到影响,严重时可导致产品断裂,绝缘能力丧失。
发明内容
针对现有材料技术性能不够突出,本发明的目的是针对高吨位等级电瓷产品 机械强度及电气性能不够稳定均一的现状,提供一种高硬度闪光砂材料及其制备 方法。该材料具体是以粘土、长石、煅烧α型氧化铝等为原料,经科学配比后, 按特定工艺流程制备出闪光砂,后附着于产品坯件的头部,再进行高温烧成、胶 装等工艺,即生产出高质量不同吨位等级的圆柱头盘形悬式瓷绝缘子。
本发明的技术方案是:
一种高硬度闪光砂,其原料中各组分的质量百分比为:煅烧α型氧化铝 28-36%,水曲柳球粘土18-25%,法库土4-8%,左云土3-9%,英国土3-8%,滑石 粉4-10%,石英粉2-7%,长石13-19%。
其原料的化学成分为:I.L 3-5%,SiO2 40-43%,Al2O3 43-46%,Fe2O3 0.5-0.9%, CaO 0.1-0.3%,MgO 2-3%,K2O 2.0-2.8%,Na2O 0.4-0.7%,TiO20.2-0.6%。
本发明具体的工艺步骤:
(1)将各种原材料一次性投入球磨机,加水、球磨,制备成浆料;
(2)浆料过筛、除铁,并榨成泥饼,然后进行真空练泥,挤成直径为2mm 的泥条;具体工艺条件:泥浆温度20-25℃,榨泥压力1.5-1.8MPa,榨泥时间2-2.5 小时,泥饼需陈腐24小时,保证水分均匀。真空练泥后水分重量为20-22%,练 泥的温度为室内的环境温度即可,没有严格限制;
(3)把经干燥后的泥条打碎,打碎的砂粒两次过筛,取两筛间的生砂,两端 外的砂去除不要;
(4)将筛取的生砂装于匣钵中,在窑中烧制,然后保温,降至室温后两次过 振动筛,取过筛后制得的瓷砂;
(5)将瓷砂与2%羧甲基纤维素钠溶液混合,搅拌均匀,再加入干压缩釉粉, 搅拌,然后两次过振动筛,取过筛后制得的裹釉砂;
(6)将裹釉砂装于匣钵中,在窑中烧制,保温,两次过振动筛,取过筛后 制得的闪光砂。
与现有技术相比,本发明的优势在于:
(1)本发明通过对闪光砂坯料配方的科学设计,合理地引入了特定种类的 煅烧α型氧化铝,使瓷质各晶相均匀分布,结合紧密,发育充分,致密性好, 进而表现出瓷材料的强度稳定性好,分散性小,同时抗弯强度高,能达到160MPa 以上,上压缩釉后能达到175MPa以上。
(2)采用本发明的闪光砂材料,与产品头部坯体结合紧密,且在高温烧成 过程中,闪光砂同样产生一定的收缩,使砂与砂之间距离更合理,不易叠砂,增 加材料间的摩擦阻力。
(3)采用本发明的闪光砂所生产的电瓷产品,含盖各等级圆柱头盘形悬式 瓷绝缘子,电气性能优良,机械强度稳定,产品性能一致性高,抗老化性强,可 有效降低异常破坏概率。
具体实施方式
下面对本发明做进一步说明。
本发明一种高硬度闪光砂,其原料所包含的组分及质量百分比为:煅烧α型 氧化铝28-36%,水曲柳球粘土18-25%,法库土4-8%,左云土3-9%,英国土3-8%, 滑石粉4-10%,石英粉2-7%,长石13-19%。
所述原料的化学成分质量百分比为:I.L 3-5%,SiO2 40-43%,Al2O3 43-46%,Fe2O3 0.5-0.9%,CaO 0.1-0.3%,MgO 2-3%,K2O 2.0-2.8%,Na2O 0.4-0.7%,TiO2 0.2-0.6%。
优选的:
所述煅烧α型氧化铝产于山东淄博地区工业化深加工的铝氧原料;
所述水曲柳球粘土产于吉林省舒兰地区的高可塑性粘土;
所述法库土产于辽宁省法库地区的高可塑性粘土;
所述左云土产于山西省左云地区的高可塑性粘土;
所述英国土产于英国英格兰多塞特郡地区的高可塑性粘土;
所述滑石粉产于辽宁海城地区的镁质原料;
所述石英粉产于江西宜春地区的硅质原料;
所述长石产于内蒙古乌兰察布、山东淄博地区的熔剂型原料。
本发明的3个实施例,各组分及其重量百分比如下表所示:
上述实施例中的配方均达到所述的化学成分要求。
本发明高硬度闪光砂制备方法具体的工艺流程如下:
(1)将各种原材料按上述质量比例配料,一次性投入球磨机,加水;加水的 重量为所述原料重量的55-65%;球磨至260-320目,制备成浆料。
(2)浆料过筛、除铁,并榨成泥饼,然后进行真空练泥,挤成直径为2mm 的泥条。具体工艺条件:泥浆温度20-25℃,榨泥压力1.5-1.8MPa,榨泥时间2-2.5 小时,泥饼需陈腐24小时,保证水分均匀。真空练泥后水分重量为20-22%,练 泥的温度为室内的环境温度即可,没有严格限制。
(3)把经干燥后的泥条打碎,打碎的砂粒先过12目筛,再过20目筛,取 12目筛下、20目筛上的生砂。两筛的上下两端的是废砂,去除不要。
(4)将筛取的生砂装于匣钵中,在窑中烧制到1100-1200℃,并保温10-20 小时。经素烧后,降至室温后过12目和20目振动筛,去除两端废砂,取12目筛 下、20目筛上制得的瓷砂。
(5)将瓷砂与2%羧甲基纤维素钠溶液以重量比1∶0.04比例混合,用搅拌 机搅拌均匀,再加入瓷砂重量比0.3-0.4的干压缩釉粉,进行充分搅拌,然后过12目和20目振动筛,去除两端废砂,取12目筛下、20目筛上制得的裹釉砂。
(6)将裹釉砂装于匣钵中,在窑中烧制到1100-1150℃,并保温10-20小时, 降至室温然后过12目和20目振动筛,去除两端废砂,取12目筛下、20目筛上 制得的闪光砂。
上述配方主要技术指标为:试条的弯曲强度≥160MPa,烧成温度范围≥40K, 体积密度≥2.60g/cm3,开口孔隙率≤0.06%,膨胀系数4.5-5.0×10-6(20-600 ℃),该闪光砂可以满足各等级圆柱头盘形悬式瓷绝缘子的性能要求,电气性能 优良,机械强度稳定。采用本发明技术制备的闪光砂材料,闪光砂的坯体与压缩 釉紧密结合,形成了发育良好的中间层,有效抑制了表面缺陷,提高了自身的硬 度,并做到了电瓷坯体的膨胀系数>闪光砂的膨胀系数>压缩釉的膨胀系数,并 对其颗粒级配进行严格限制,采用12-20目的颗粒范围,在产品烧成过程中,有 效促进了各种材料间的深度融合,使每种材料的自身性能得到充分发挥,整体性 能体现的更加突出。产品具有更好的机械及电气性能,产品的稳定性和一致性大幅度提升,并可有效降低产品出现异常破坏概率,更好地满足超/特高压输变电工程建设的需求。
本发明采用高温煅烧的α型氧化铝,中位径D50为3-7μm,纯度高、分散性 好,晶型稳定,具有耐高温的惰性,不受外界烧成等条件的波动,而使组成架构 发生变化。用在瓷砂配方中,直接提供刚玉相,相对其它铝氧原料,颗粒细小, 形状规则,结合其它优质粘土及长石原料,生产出的瓷质中的气孔含量低,形状 圆润,分布合理,整个瓷质各晶相均匀分布,结合紧密,发育良好,可充分保证产品具有优良的机械及电气性能。
本发明所使用的干压缩釉粉,膨胀系数为4.0-4.5×10-6(20-600℃),使用 前过60-80目筛。该釉粉对闪光砂坯体表面充分包裹,高温烧成后,二者之间可 形成中间层结构,抑制闪光砂本体的表面缺陷,同时在其表面形成压缩应力,有 效的提高闪光砂的综合硬度水平。再者,由于压缩釉的全包裹及结合反应充分, 改善了上砂区域的电场分布,可使整个盘形悬式瓷绝缘子的综合耐电能力提高。
本发明原料来源广,工艺过程简单,可有效改善圆柱头盘形悬式瓷绝缘子产品 机械及电气性能不够稳定均一的现状,进一步提高绝缘子产品性能,更好地满足 超/特高压输变电工程建设的需求。
Claims (2)
1.一种高硬度闪光砂,其特征在于,其原料及其质量百分比范围为:煅烧α型氧化铝28-36%,水曲柳球粘土18-25%,法库土4-8%,左云土3-9%,英国土3-8%,滑石粉4-10%,石英粉2-7%,长石13-19%;
其制备工艺流程为:
(1)将各种原料按质量比例配料,一次性投入球磨机,加水;加水的重量为所述原料重量的55-65%;球磨至260-320目,制备成浆料;
(2)浆料过筛、除铁,并榨成泥饼,然后进行真空练泥,挤成直径为2mm的泥条,具体工艺条件:泥浆温度20-25℃,榨泥压力1.5-1.8MPa,榨泥时间2-2.5小时,泥饼陈腐24小时,保证水分均匀,真空练泥后水分重量为20-22%,练泥的温度为室内的环境温度;
(3)把经干燥后的泥条打碎,打碎的砂粒先过12目筛,再过20目筛,取12目筛下、20目筛上的生砂,两筛的上下两端的是废砂,去除不要;
(4)将筛取的生砂装于匣钵中,在窑中烧制到1100-1200℃,并保温10-20小时,经素烧后,降至室温后过12目和20目振动筛,去除两端废砂,取12目筛下、20目筛上制得的瓷砂;
(5)将瓷砂与2%羧甲基纤维素钠溶液以重量比1∶0.04比例混合,用搅拌机搅拌均匀,再加入瓷砂重量比0.3-0.4的干压缩釉粉,进行充分搅拌,然后过12目和20目振动筛,去除两端废砂,取12目筛下、20目筛上制得的裹釉砂;
(6)将裹釉砂装于匣钵中,在窑中烧制到1100-1150℃,并保温10-20小时,降至室温然后过12目和20目振动筛,去除两端废砂,取12目筛下、20目筛上制得的闪光砂。
2.根据权利要求1所述的高硬度闪光砂,其特征在于:
所述煅烧α型氧化铝产于山东淄博地区工业化深加工的铝氧原料,
所述水曲柳球粘土产于吉林省舒兰地区的高可塑性粘土,
所述法库土产于辽宁省法库地区的高可塑性粘土,
所述左云土产于山西省左云地区的高可塑性粘土,
所述英国土产于英国英格兰多塞特郡地区的高可塑性粘土,
所述滑石粉产于辽宁海城地区的镁质原料,
所述石英粉产于江西宜春地区的硅质原料,
所述长石产于内蒙古乌兰察布、山东淄博地区的熔剂型原料。
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