CN1903796A - 一种制造低膨胀系数蜂窝陶瓷灶具片的工艺 - Google Patents
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Abstract
针对目前制造蜂窝陶瓷灶具片产品存在的热膨胀系数高、抗热冲击性差、吸水率不稳定、软化温度低、等问题，本发明提供了一种新的制造蜂窝陶瓷灶具片的工艺，包括选料、混合、混练、真空练泥、挤压成型、干燥、加工、烧成8个工艺步骤，通过在原料选择时对原料晶形、纯度与粒度以及烧制阶段对升温速度和保温时间的控制，使获得的蜂窝陶瓷灶具片产品具有膨胀系数低、抗热冲击能力强、强度高、吸水率稳定、软化温度高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及制造陶瓷灶具片的工艺方法，特别是一种制造低热膨胀系数蜂窝陶瓷灶具片的工艺方法。
背景技术
目前制造蜂窝陶瓷灶具片的工艺主要包含选料、原料混合、原料混练、真空练泥、挤压成型、干燥、加工以及烧成等工序。其中选料阶段主要选用堇青石熟料，或利用片状高岭土、滑石和工业氧化铝作主要原料，添加适量的堇青石熟料，在这一过程中容易存在对原料中碱金属与碱土金属等杂质的含量控制不严，或对高岭土、滑石粉等原料的晶体形状与粉体粒度的选择不当；在产品烧成曲线的控制上没有按照堇青石的合成规律设定，上述因素使得最终获得的蜂窝陶瓷灶具片存在热膨胀系数高、抗热冲击能力低、吸水率不稳定、软化温度低等问题。
高热膨胀系数使得蜂窝陶瓷灶具片在反复的急热、急冷的工作条件下尺寸的膨胀、收缩幅度大，从而导致灶具片无法抗拒瞬间的膨胀、收缩所产生的应力，使得灶具片开裂破坏，大大的降低灶具片的抗热冲击性。
蜂窝陶瓷灶具片产品吸水率过高，在下一道涂覆贵金属时会吸附很多的贵金属渗入到蜂窝陶瓷灶具片内部，但在蜂窝陶瓷灶具片实际使用过程中能够起到作用的只是涂覆在表层的贵金属，这样一来，过高的吸水率就导致不必要的浪费；过低的吸水率使得在下一道涂覆贵金属工艺中涂层不易吸附在蜂窝陶瓷灶具片表面上，或很容易脱落，为最终完成产品带来了难题。烧成后的陶瓷灶具片最理想的吸水率应当控制在20％-25％的范围内。
软化温度低意味着蜂窝陶瓷灶具片耐高温能力低，使用一段时间后会出现由于软化而产生的变形，从而使燃气通过蜂窝陶瓷灶具片时的阻力增大，局部温度过高，进而造成蜂窝陶瓷灶具片损坏。
上述这些问题的存在使得目前蜂窝陶瓷灶具片的使用寿命较低、制造过程中存在浪费。目前现有的蜂窝陶瓷灶具片产品的主要性能指标如下：
膨胀系数：≥2.0×10-6/℃；
抗热冲击性：800℃状态时用25℃冷水急冷3次开裂；
抗压强度：小于5MPa；
吸水率：不稳定，不能很好地控制在20％-25％的范围内；
软化温度：1300℃。
发明内容
针对现有制造蜂窝陶瓷灶具片工艺过程中存在的问题，本发明提供了一种新的制造蜂窝陶瓷灶具片的工艺，能使蜂窝陶瓷灶具片的热膨胀系数降低、抗热冲击能力提高、软化温度提高。
制造陶瓷灶具片的工艺，包括选料、混合、混练、真空练泥、挤压成型、干燥、加工和烧成等步骤，其特征在于包括如下步骤：
A、在选料阶段，直接选用合成堇青石的原料高岭土、滑石、氧化铝和二氧化硅，其中高岭土、滑石的纯度大于95％，氧化铝、二氧化硅的纯度大于99％；
上述原料中高岭土晶体形状呈鳞片状、滑石晶体形状为片状、氧化铝和二氧化硅外形呈粒状，且上述原料的粒度范围为：
滑石：10μm～40μm；
高岭土：2μm～5μm；
氧化铝：1μm～3μm；
二氧化硅：1μm，5μm，10μm。
其中滑石的粒度要比高岭土粒度粗三倍以上。
B、向步骤A选用的原料中加入成型辅料粘接剂MC，所述成型辅料粘接剂配比范围为外加所有无机原料总重量的1-8％，再次混合均匀。
C、将B步骤完成的粉体原料与粘结剂混合物放在捏合机中，边搅拌边通过高压喷嘴向上述粉体原料与粘结剂混合物中喷入调和液，所述调和液由占无机原料总重量25-45％的水，以及至少一种水溶性表面活性剂混合而成，所述水溶性表面活性剂其用量为外加无机粉体总重量的0.1-1.5％。所述水溶性表面活性剂为甘油或第四类石油制品中的一种或几种的混合物。搅拌直到将粉体原料和调和液的混合物捏合成泥料。
D、将步骤C制成的泥料放入真空练泥机进行真空练泥，练制出泥段，真空练泥机的真空室的负压要小于-0.09Mpa。
E、将步骤D产生的泥段在挤出成型机中，挤压成蜂窝陶瓷灶具片湿坯。
F、干燥：将步骤E制备的蜂窝陶瓷灶具片湿坯先用微波加热10-20分钟，再在70-120℃的干燥室中干燥3-8小时，保证坯体的含水率在2％以下；
G、加工：对F步骤中干燥后的蜂窝陶瓷灶具片，按照陶瓷灶具片的外观、尺寸进行加工使之符合设计要求，这一步骤中还包括在陶瓷灶具片的工作面加工出表面波纹。
H、烧成：在窑炉中将步骤G加工过的符合设计要求的蜂窝陶瓷灶具片生坯烧制成成品，窑炉内温度从1100℃升至1300℃的升温速率大于100℃/小时，1300℃升至1430℃的升温速率为小于50℃/小时，窑炉内的温度达到1430℃后至少保温5小时。
技术效果：
蜂窝陶瓷灶具片中堇青石晶体的含量影响着蜂窝陶瓷灶具片最终的性能。本发明在原料选择阶段选用了合成堇青石的原料并严格控制纯度，而没有采用现有技术中直接采用合成好的堇青石熟料的方法，这样一来能有效控制最终生成的堇青石的纯度，减低了其中碱金属与碱土金属等杂质含量，降低了杂质对堇青石蜂窝陶瓷灶具片热膨胀系数的影响。同时也能有效控制堇青石的结晶过程，生产出以高纯度堇青石为主晶相的高性能蜂窝陶瓷灶具片，从而能使产成品热膨胀系数降低、抗热冲击能力强、吸水率稳定、软化温度高，大大延长了灶具的使用寿命。
除了纯度的选择外，原料的晶体形状、粒度的选择对于生成C轴在平行于格子壁方向的定向排列的堇青石晶体具有重要影响，而定向排列的堇青石晶体在宏观上可以使得蜂窝陶瓷灶具片获得低膨胀系数的性能。如图1和图2所示，只有片状的滑石、高岭土才能在通过模具切割槽挤出成型时滑石、高岭土晶体径向4平行于成型后蜂窝陶瓷灶具片坯料格子壁1的方向且定向排列，而在坯料烧制过程中，堇青石晶体3会以高岭土晶体2为核心生成，负膨胀系数的堇青石晶体C轴5会与高岭土的径向4同向合成。原料的粒度的合理搭配会提高合成堇青石的含量，有利于C轴的定向排列，也有利于烧成后的蜂窝陶瓷灶具片产品获得合适稳定的吸水率。为了更好地定向排列，滑石的粒度与高岭土的粒度必须匹配，我们得出：滑石的粒度应当比高岭土粒度粗三倍以上。煅烧氧化铝的粒度越细越有利于反应完全，但粒度过细，烧成收缩大，吸水率变小。二氧化硅为了调整烧成收缩(微调)，因此，粒度有多种。通过对原料粒度的合理级配，能进一步降低成品的热膨胀系数，控制合适稳定的吸水率，同时也有利于提高产品的强度等其他性能。
对蜂窝陶瓷灶具片生坯先用微波干燥，再于70-120℃的干燥室中干燥3-8小时可有效的防止坯体的变形和开裂，提高产品的成品率。
在烧成阶段采取窑炉内温度从1100℃升至1300℃的升温速率大于100℃/小时，1300℃升至1430℃的升温速率为小于50℃/小时，窑炉内的温度达到1430℃后保温5小时以上，不但可以提高产品中堇青石的含量，同时也能很好的控制产品的吸水率。
经过测试，采用本发明工艺生产的蜂窝陶瓷灶具片性能参数如下：
膨胀系数：小于1.4×10-6/℃；
抗热冲击性：800℃状态时用25℃冷水急冷8次开裂；
抗压强度：大于12MPa；
吸水率：稳定控制在20％-25％的范围内；
软化温度：1360℃。
附图说明
图1为堇青石晶体结构图
图2为挤出成形的蜂窝陶瓷灶具片及成分晶体结构原理图
图中标记列示如下：
1、蜂窝陶瓷灶具片坯料格子壁；2、高岭土晶体；3、堇青石晶体；4、高岭土晶体径向；5、堇青石晶体C轴。
具体实施方式
下面通过具体实例对本发明进行详细阐述。
实施例1：
制造低膨胀系数蜂窝陶瓷灶具片工艺：
A、选料，选用原料高岭土、滑石、氧化铝和二氧化硅，其中高岭土、滑石的纯度均为95％以上，氧化铝、二氧化硅的纯度为99％以上。为了使产品中合成的堇青石能定向排列，所选用的原料必须有片状颗粒，因此，选用鳞片状的高岭土，一般是风化，沉积型高岭土，经水洗后加工成粉状；选用径厚比大的片状滑石，或者足够细的粒状滑石(保证加工后的滑石呈片状)，这样才能使合成的堇青石晶体定向排列。
上述原料的形貌和粒度为：
| 原料 | 形貌 | 粒度 |
| 滑石 | 片状 | D50＝10μm |
| 高岭土 | 鳞片状 | D50＝2μm |
| 煅烧氧化铝 | 粒状 | D50＝1μm |
| 二氧化硅 | 粒状 | D50＝1μm |
且对组成各原料的杂质化合物的控制比例要求如下：
| 原料 | 要求 |
| 滑石 | CaO≤0.5％，K2O+Na2O≤0.1％ |
| 高岭土 | K2O+Na2O≤0.1％，CaO≤0.5％ |
| 氧化铝 | K2O+Na2O≤0.1％ |
| 二氧化硅 | K2O+Na2O≤0.1％，CaO≤0.5％ |
而最终合成的堇青石，必须控制：K2O+Na2O≤0.2％，CaO≤0.5％。
根据MgO-Al2O3-SiO2三元相图，选择偏铝区，按照SiO2＝50.8，Al2O3＝35.5，MgO＝13.7计算，最后实验结果也表明：得到了膨胀系数为1.39×10-6，纯度较高的堇青石蜂窝陶瓷灶具片产品。
在控制好了上述合成堇青石原料的纯度、粒度的条件下，就可以进行下一步骤；
B、混合：将步骤A中选用的原料按照合成堇青石常用配比泥合，在本实施例中采用如下配比：
滑石占40％重量比；
高岭土占41％重量比；
氧化铝占17％重量比；
二氧化硅占2％重量比，
向上述混合原料中加入成型辅料粘接剂MC，配比为外加所有无机原料总重量的1％，再次混合均匀；
C、混练：将B步骤完成的粉体原料与粘结剂混合物放在捏合机中，喷入调和液，调和液由占无机原料总量25％的水，以及甘油混合而成，甘油用量为外加无机粉体总重量的0.1％，搅拌直到将粉体原料和调和液的混合物捏合成泥料；
D、真空练泥，将步骤C制成的泥料放入真空练泥机进行真空练泥，练泥机的真空室的负压要小于-0.09MPa，为了提高泥段的成型性能，可以采用多次练泥或陈腐后再练泥的方式提高泥段的质量；
E、挤压成型，将步骤D产生的泥段在挤压成型机中挤压成高度在50mm-150mm的蜂窝陶瓷灶具片湿坯；
F、干燥，将步骤E制备的蜂窝陶瓷灶具片湿坯先用微波加热10分钟，再于70℃的干燥室中干燥3小时，使坯体的含水率在2％以下；
G、加工，对干燥后的蜂窝陶瓷灶具片干坯按照尺寸进行切断加工，使之尺寸符合设计要求，并在切割好的蜂窝陶瓷灶具片的工作面上加工出表面波纹；
H、烧成，在窑炉中将步骤G加工好的蜂窝陶瓷灶具片生坯烧制成成品，窑炉内温度从1100℃升至1300℃的升温速率为100℃/小时，1300℃升至1430℃的升温速率为50℃/小时，窑炉内的温度达到1430℃后保温5小时。
采用上述方法制造蜂窝陶瓷灶具片，能有效控制最终生成陶瓷产品中的堇青石的纯度，减低了其中的碱金属与碱土金属等杂质含量，降低了杂质对蜂窝陶瓷灶具片热膨胀系数的影响。同时也能有效控制堇青石的结晶过程，生产出以高纯度堇青石为主晶相的高性能蜂窝陶瓷灶具片，从而能使产成品热膨胀系数降低、抗热冲击能力强、吸水率稳定、软化温度高，大大延长了灶具的使用寿命。
实施例2：
制造低膨胀系数蜂窝陶瓷灶具片工艺：
A、选料，选用原料高岭土、滑石、氧化铝和二氧化硅，其中高岭土、滑石的纯度均为95％以上，氧化铝、二氧化硅的纯度为99％以上。为了使产品中合成的堇青石能定向排列，所选用的原料必须有片状颗粒，因此，选用鳞片状的高岭土，一般是风化，沉积型高岭土，经水洗后加工成粉状；选用径厚比大的片状滑石，或者足够细的粒状滑石(保证加工后的滑石呈片状)，这样才能使合成的堇青石晶体定向排列。
上述原料的形貌和粒度为：
| 原料 | 形貌 | 粒度 |
| 滑石 | 片状 | D50＝20μm |
| 高岭土 | 鳞片状 | D50＝3μm |
| 煅烧氧化铝 | 粒状 | D50＝2μm |
| 二氧化硅 | 粒状 | D50＝5μm |
且对组成各原料的杂质化合物的控制比例要求如下：
| 原料 | 要求 |
| 滑石 | CaO≤0.5％，K2O+Na2O≤0.1％ |
| 高岭土 | K2O+Na2O≤0.1％，CaO≤0.5％ |
| 氧化铝 | K2O+Na2O≤0.1％ |
| 二氧化硅 | K2O+Na2O≤0.1％，CaO≤0.5％ |
而最终合成的堇青石，必须控制：K2O+Na2O≤0.2％，CaO≤0.5％。
根据MgO-Al2O3-SiO2三元相图，选择偏铝区，按照SiO2＝50.8，Al2O3＝35.5，MgO＝13.7计算，最后实验结果也表明：得到了膨胀系数为1.39×10-6，纯度较高的堇青石蜂窝陶瓷灶具片产品。
在控制好了上述合成堇青石原料的纯度、粒度的条件下，就可以进行下一步骤；
B、混合：将步骤A中选用的原料按照合成堇青石常用配比混合，在本实施例中采用如下配比：
滑石占40％重量比；
高岭土占41％重量比；
氧化铝占17％重量比；
二氧化硅占2％重量比，
向上述混合原料中加入成型辅料粘接剂MC，配比为外加所有无机原料总重量的3％，再次混合均匀；
C、混练：将B步骤完成的粉体原料与粘结剂混合物放在捏合机中，喷入调和液，调和液由占无机原料总量30％的水，以及聚醚多元醇混合而成，聚醚多元醇分子式为R[(AO)nH]，此类产品的纯度要求在96％以上，主要是碳氧长链组成的高分子有机物，分子量一般在4000-60000之间，优选8000-20000分子量，在这里选用聚醚多元醇的型号为1050，其用量为外加无机粉体总重量的0.3％，搅拌直到将粉体原料和调和液的混合物捏合成泥料；
D、真空练泥，将步骤C制成的泥料放入真空练泥机进行真空练泥，练泥机的真空室的负压要小于-0.09MPa，为了提高泥段的成型性能，可以采用多次练泥或陈腐后再练泥的方式提高泥段的质量；
E、挤压成型，将步骤D产生的泥段在挤压成型机中挤压成高度在50mm-150mm的蜂窝陶瓷灶具片湿坯；
F、干燥，将步骤E制备的蜂窝陶瓷灶具片湿坯先用微波加热13分钟，再于85℃的干燥室中干燥5小时，使坯体的含水率在1％以下；
G、加工，对干燥后的蜂窝陶瓷灶具片干坯按照尺寸进行切断加工，使之尺寸符合设计要求，并在切割好的蜂窝陶瓷灶具片的工作面上加工出表面波纹；
H、烧成，在窑炉中将步骤G加工好的蜂窝陶瓷灶具片生坯烧制成成品，窑炉内温度从1100℃升至1300℃的升温速率为105℃/小时，1300℃升至1430℃的升温速率为45℃/小时，窑炉内的温度达到1430℃后保温5.5小时。
采用上述方法制造蜂窝陶瓷灶具片，能有效控制最终生成陶瓷产品中的堇青石的纯度，减低了其中的杂质含量，降低了杂质对蜂窝陶瓷灶具片热膨胀系数的影响。同时也能有效控制堇青石的结晶过程，生产出以高纯度堇青石为主晶相的高性能蜂窝陶瓷灶具片，从而能使产成品热膨胀系数降低、抗热冲击能力强、吸水率稳定、软化温度高，大大延长了灶具的使用寿命。
实施例3：
制造低膨胀系数蜂窝陶瓷灶具片工艺：
A、选料，选用原料高岭土、滑石、氧化铝和二氧化硅，其中高岭土、滑石的纯度均为95％以上，氧化铝、二氧化硅的纯度为99％以上。为了使产品中合成的堇青石能定向排列，所选用的原料必须有片状颗粒，因此，选用鳞片状的高岭土，一般是风化，沉积型高岭土，经水洗后加工成粉状；选用径厚比大的片状滑石，或者足够细的粒状滑石(保证加工后的滑石呈片状)，这样才能使合成的堇青石晶体定向排列。
上述原料的形貌和粒度为：
| 原料 | 形貌 | 粒度 |
| 滑石 | 片状 | D50＝30μm |
| 高岭土 | 鳞片状 | D50＝4μm |
| 煅烧氧化铝 | 粒状 | D50＝3μm |
| 二氧化硅 | 粒状 | D50＝10μm |
且对组成各原料的杂质化合物的控制比例要求如下：
| 原料 | 要求 |
| 滑石 | CaO≤0.5％，K2O+Na2O≤0.1％ |
| 高岭土 | K2O+Na2O≤0.1％，CaO≤0.5％ |
| 氧化铝 | K2O+Na2O≤0.1％ |
| 二氧化硅 | K2O+Na2O≤0.1％，CaO≤0.5％ |
而最终合成的堇青石，必须控制：K2O+Na2O≤0.2％，CaO≤0.5％。
根据MgO-Al2O3-SiO2三元相图，选择偏铝区，按照SiO2＝50.8，Al2O3＝35.5，MgO＝13.7计算，最后实验结果也表明：得到了膨胀系数为1.39×10-6，纯度较高的堇青石蜂窝陶瓷灶具片产品。
在控制好了上述合成堇青石原料的纯度、粒度的条件下，就可以进行下一步骤；
B、混合：将步骤A中选用的原料按照合成堇青石常用配比混合，在本实施例中采用如下配比：
滑石占40％重量比；
高岭土占41％重量比；
氧化铝占17％重量比；
二氧化硅占2％重量比，
向上述混合原料中加入成型辅料粘接剂MC，配比为外加所有无机原料总重量的5％，再次混合均匀；
C、混练：将B步骤完成的粉体原料与粘结剂混合物放在捏合机中，喷入调和液，调和液由占无机原料总量35％的水，以及聚醚多元醇混合而成，聚醚多元醇分子式为R[(AO)nH]，此类产品的纯度要求在96％以上，主要是碳氧长链组成的高分子有机物，分子量一般在4000-60000之间，优选8000-20000分子量，在这里选用型号为450、360和403的聚醚多元醇混合，此三个型号聚醚多元醇混合液的用量为外加无机粉体总重量的0.5％，搅拌直到将粉体原料和调和液的混合物捏合成泥料；
D、真空练泥，将步骤C制成的泥料放入真空练泥机进行真空练泥，练泥机的真空室的负压要小于-0.09MPa，为了提高泥段的成型性能，可以采用多次练泥或陈腐后再练泥的方式提高泥段的质量；
E、挤压成型，将步骤D产生的泥段在挤压成型机中挤压成高度在50mm-150mm的蜂窝陶瓷灶具片湿坯；
F、干燥，将步骤E制备的蜂窝陶瓷灶具片湿坯先用微波加热15分钟，再于90℃的干燥室中干燥6小时，使坯体的含水率在1％以下；
G、加工，对干燥后的蜂窝陶瓷灶具片干坯按照尺寸进行切断加工，使之尺寸符合设计要求，并在切割好的蜂窝陶瓷灶具片的工作面上加工出表面波纹；
H、烧成，在窑炉中将步骤G加工好的蜂窝陶瓷灶具片生坯烧制成成品，窑炉内温度从1100℃升至1300℃的升温速率为107℃/小时，1300℃升至1430℃的升温速率为42℃/小时，窑炉内的温度达到1430℃后保温6小时。
采用上述方法制造蜂窝陶瓷灶具片，能有效控制最终生成陶瓷产品中的堇青石的纯度，减低了其中的杂质含量，降低了杂质对蜂窝陶瓷灶具片热膨胀系数的影响。同时也能有效控制堇青石的结晶过程，生产出以高纯度堇青石为主晶相的高性能蜂窝陶瓷灶具片，从而能使产成品热膨胀系数降低、抗热冲击能力强、吸水率稳定、软化温度高，大大延长了灶具的使用寿命。
实施例4：
制造低膨胀系数蜂窝陶瓷灶具片工艺：
A、选料，选用原料高岭土、滑石、氧化铝和二氧化硅，其中高岭土、滑石的纯度均为95％以上，氧化铝、二氧化硅的纯度为99％以上。为了使产品中合成的堇青石能定向排列，所选用的原料必须有片状颗粒，因此，选用鳞片状的高岭土，一般是风化，沉积型高岭土，经水洗后加工成粉状；选用径厚比大的片状滑石，或者足够细的粒状滑石(保证加工后的滑石呈片状)，这样才能使合成的堇青石晶体定向排列。
上述原料的形貌和粒度为：
| 原料 | 形貌 | 粒度 |
| 滑石 | 片状 | D50＝40μm |
| 高岭土 | 鳞片状 | D50＝5μm |
| 煅烧氧化铝 | 粒状 | D50＝3μm |
| 二氧化硅 | 粒状 | D50＝10μm |
且对组成各原料的杂质化合物的控制比例要求如下：
| 原料 | 要求 |
| 滑石 | CaO≤0.5％，K2O+Na2O≤0.1％ |
| 高岭土 | K2O+Na2O≤0.1％，CaO≤0.5％ |
| 氧化铝 | K2O+Na2O≤0.1％ |
| 二氧化硅 | K2O+Na2O≤0.1％，CaO≤0.5％ |
而最终合成的堇青石，必须控制：K2O+Na2O≤0.2％，CaO≤0.5％。
根据MgO-Al2O3-SiO2三元相图，选择偏铝区，按照SiO2＝50.8，Al2O3＝35.5，MgO＝13.7计算，最后实验结果也表明：得到了膨胀系数为1.39×10-6，纯度较高的堇青石蜂窝陶瓷灶具片产品。
在控制好了上述合成堇青石原料的纯度、粒度的条件下，就可以进行下一步骤；
B、混合：将步骤A中选用的原料按照合成堇青石常用配比混合，在本实施例中采用如下配比：
滑石占40％重量比；
高岭土占41％重量比；
氧化铝占17％重量比；
二氧化硅占2％重量比，
向上述混合原料中加入成型辅料粘接剂MC，配比为外加所有无机原料总重量的7％，再次混合均匀；
C、混练：将B步骤完成的粉体原料与粘结剂混合物放在捏合机中，喷入调和液，调和液由占无机原料总量40％的水，以及聚醚多元醇混合而成，聚醚多元醇分子式为R[(AO)nH]，此类产品的纯度要求在96％以上，主要是碳氧长链组成的高分子有机物，分子量一般在4000-60000之间，优选8000-20000分子量，在这里选用型号为210和220的聚醚多元醇混合，此两个型号聚醚多元醇混合液的用量为外加无机粉体总重量的1％，搅拌直到将粉体原料和调和液的混合物捏合成泥料；
D、真空练泥，将步骤C制成的泥料放入真空练泥机进行真空练泥，练泥机的真空室的负压要小于-0.09MPa，为了提高泥段的成型性能，可以采用多次练泥或陈腐后再练泥的方式提高泥段的质量；
E、挤压成型，将步骤D产生的泥段在挤压成型机中挤压成高度在50mm-150mm的蜂窝陶瓷灶具片湿坯；
F、干燥，将步骤E制备的蜂窝陶瓷灶具片湿坯先用微波加热18分钟，再于100℃的干燥室中干燥7小时，使坯体的含水率在1％以下；
G、加工，对干燥后的蜂窝陶瓷灶具片干坯按照尺寸进行切断加工，使之尺寸符合设计要求，并在切割好的蜂窝陶瓷灶具片的工作面上加工出表面波纹；
H、烧成，在窑炉中将步骤G加工好的蜂窝陶瓷灶具片生坯烧制成成品，窑炉内温度从1100℃升至1300℃的升温速率为110℃/小时，1300℃升至1430℃的升温速率为40℃/小时，窑炉内的温度达到1430℃后保温6.5小时。
采用上述方法制造蜂窝陶瓷灶具片，能有效控制最终生成陶瓷产品中约堇青石的纯度，减低了其中的杂质含量，降低了杂质对蜂窝陶瓷灶具片热膨胀系数的影响。同时也能有效控制堇青石的结晶过程，生产出以高纯度堇青石为主晶相的高性能蜂窝陶瓷灶具片，从而能使产成品热膨胀系数降低、抗热冲击能力强、吸水率稳定、软化温度高，大大延长了灶具的使用寿命。
实施例5：
制造低膨胀系数蜂窝陶瓷灶具片工艺：
A、选料，选用原料高岭土、滑石、氧化铝和二氧化硅，其中高岭土、滑石的纯度均为95％以上，氧化铝、二氧化硅的纯度为99％以上。为了使产品中合成的堇青石能定向排列，所选用的原料必须有片状颗粒，因此，选用鳞片状的高岭土，一般是风化，沉积型高岭土，经水洗后加工成粉状；选用径厚比大的片状滑石，或者足够细的粒状滑石(保证加工后的滑石呈片状)，这样才能使合成的堇青石晶体定向排列。
上述原料的形貌和粒度为：
| 原料 | 形貌 | 粒度 |
| 滑石 | 片状 | D50＝35μm |
| 高岭土 | 鳞片状 | D50＝4.5μm |
| 煅烧氧化铝 | 粒状 | D50＝2.5μm |
| 二氧化硅 | 粒状 | D50＝5μm |
且对组成各原料的杂质化合物的控制比例要求如下：
| 原料 | 要求 |
| 滑石 | CaO≤0.5％，K2O+Na2O≤0.1％ |
| 高岭土 | K2O+Na2O≤0.1％，CaO≤0.5％ |
| 氧化铝 | K2O+Na2O≤0.1％ |
| 二氧化硅 | K2O+Na2O≤0.1％，CaO≤0.5％ |
而最终合成的堇青石，必须控制：K2O+Na2O≤0.2％，CaO≤0.5％。
根据MgO-Al2O3-SiO2三元相图，选择偏铝区，按照SiO2＝50.8，Al2O3＝35.5，MgO＝13.7计算，最后实验结果也表明：得到了膨胀系数为1.39×10-6，纯度较高的堇青石蜂窝陶瓷灶具片产品。
在控制好了上述合成堇青石原料的纯度、粒度的条件下，就可以进行下一步骤；
B、混合：将步骤A中选用的原料按照合成堇青石常用配比混合，在本实施例中采用如下配比：
滑石占40％重量比；
高岭土占41％重量比；
氧化铝占17％重量比；
二氧化硅占2％重量比，
向上述混合原料中加入成型辅料粘接剂MC，配比为外加所有无机原料总重量的8％，再次混合均匀；
C、混练：将B步骤完成的粉体原料与粘结剂混合物放在捏合机中，喷入调和液，调和液由占无机原料总量45％的水，以及聚醚多元醇混合而成，聚醚多元醇分子式为R[(AO)nH]，此类产品的纯度要求在96％以上，主要是碳氧长链组成的高分子有机物，分子量一般在4000-60000之间，优选8000-20000分子量，在这里选用型号为451和365的聚醚多元醇混合，此两个型号聚醚多元醇混合液的用量为外加无机粉体总重量的1.5％，搅拌直到将粉体原料和调和液的混合物捏合成泥料；
D、真空练泥，将步骤C制成的泥料放入真空练泥机进行真空练泥，练泥机的真空室的负压要小于-0.09MPa，为了提高泥段的成型性能，可以采用多次练泥或陈腐后再练泥的方式提高泥段的质量；
E、挤压成型，将步骤D产生的泥段在挤压成型机中挤压成高度在50mm-150mm的蜂窝陶瓷灶具片湿坯；
F、干燥，将步骤E制备的蜂窝陶瓷灶具片湿坯先用微波加热20分钟，再于120℃的干燥室中干燥8小时，使坯体的含水率在1％以下；
G、加工，对干燥后的蜂窝陶瓷灶具片干坯按照尺寸进行切断加工，使之尺寸符合设计要求，并在切割好的蜂窝陶瓷灶具片的工作面上加工出表面波纹；
H、烧成，在窑炉中将步骤G加工好的蜂窝陶瓷灶具片生坯烧制成成品，窑炉内温度从1100℃升至1300℃的升温速率为108℃/小时，1300℃升至1430℃的升温速率为47℃/小时，窑炉内的温度达到1430℃后保温5.5小时。
采用上述方法制造蜂窝陶瓷灶具片，能有效控制最终生成陶瓷产品中的堇青石的纯度，减低了其中的杂质含量，降低了杂质对蜂窝陶瓷灶具片热膨胀系数的影响。同时也能有效控制堇青石的结晶过程，生产出以高纯度堇青石为主晶相的高性能蜂窝陶瓷灶具片，从而能使产成品热膨胀系数降低、抗热冲击能力强、吸水率稳定、软化温度高，大大延长了灶具的使用寿命。
应当指出，以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。因此，尽管本说明书参照附图和实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或者等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明专利的保护范围当中。
Claims (10)
1、一种制造低膨胀系数蜂窝陶瓷灶具片的工艺，其特征在于包括如下步骤：
A、选料：选用原料高岭土、滑石粉、氧化铝和二氧化硅；
B、混合：向步骤A选用的原料中加入成型辅料粘接剂；
C、混练：向B步骤完成的粉体原料与粘结剂混合物中加入调和液，混合并捏合成泥料；
D、真空练泥：将步骤C制成的泥料进行真空练泥，练制出泥段；
E、挤出成型：将步骤D产生的泥段挤压成蜂窝陶瓷灶具片湿坯；
F、干燥：将步骤E制备的蜂窝陶瓷灶具片湿坯进行干燥；
G、加工：对F步骤中干燥后的蜂窝陶瓷灶具片进行加工；
H、烧成：在窑炉中将步骤G加工过的蜂窝陶瓷灶具片生坯烧制成成品。
2、根据权利要求1所述的一种制造低膨胀系数蜂窝陶瓷灶具片的工艺，其特征在于步骤A中高岭土、滑石粉的纯度大于95％，氧化铝、二氧化硅的纯度大于99％。
3、根据权利要求1或2所述的一种制造低膨胀系数蜂窝陶瓷灶具片的工艺，其特征在于在步骤H中窑炉内温度从1100℃升至1300℃的升温速率大于100℃/小时，1300℃升至1430℃的升温速率为小于50℃/小时，窑炉内的温度达到1430℃后至少保温5小时。
4、根据权利要求3所述的一种制造低热膨胀系数蜂窝陶瓷灶具片的工艺，其特征在于步骤A中高岭土晶体形状呈鳞片状，滑石晶体形状为片状，氧化铝和二氧化硅外形呈粒状，且上述原料的粒度范围为：
滑石：10μm～40μm；
高岭土：2μm～5μm；
氧化铝：1μm～3μm；
二氧化硅：1μm，5μm，10μm；
且滑石的粒度比高岭土粒度粗三倍以上。
5、根据权利要求4所述的一种制造低膨胀系数蜂窝陶瓷灶具片的工艺，其特征在于在步骤B中所述成型辅料粘接剂为MC，其配比范围为外加所有无机原料总重量的1-8％，再次混合均匀。
6、根据权利要求3所述的一种制造低膨胀系数蜂窝陶瓷灶具片的工艺，其特征在于在步骤C中所述调和液由占无机原料总重量25-45％的水，以及至少一种水溶性表面活性剂混合而成，所述水溶性表面活性剂其用量为外加无机粉体总重量的0.1-1.5％。
7、根据权利要求6所述的一种制造低热膨胀系数蜂窝陶瓷灶具片的工艺，其特征在于步骤C中所述水溶性表面活性剂为甘油或第四类石油制品中的一种或几种的混合物。
8、根据权利要求3所述的一种制造低热膨胀系数蜂窝陶瓷灶具片的工艺，其特征在于步骤D中真空练泥机的真空室的负压要小于-0.09Mpa。
9、根据权利要求3所述的一种制造低膨胀系数蜂窝陶瓷灶具片的工艺，其特征在于在步骤F中的干燥工艺包括：先用微波加热10-20分钟，再在70-120℃的干燥室中干燥3-8小时，保证坯体的含水率在2％以下。
10、根据权利要求1所述的一种制造低热膨胀系数蜂窝陶瓷灶具片的工艺，其特征在于步骤G中的加工工艺包括按照蜂窝陶瓷灶具片的外观、尺寸进行加工使之符合设计要求，还包括在陶瓷灶具片的工作面加工出表面波纹。
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Technology of manufacturing low expansion coefficient honeycomb ceramic kitchen range sheet Effective date of registration: 20101022 Granted publication date: 20081224 Pledgee: Beijing SME credit re Company limited by guarantee Pledgor: Chuangdao Aofu Fine Ceramics Co., Ltd., Beijing Registration number: 2010990000925 |
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| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: BEIJING AOFU (LINYI) FINE CERAMICS CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: CHUANGDAO AOFU FINE CERAMICS CO., LTD., BEIJING Effective date: 20121207 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 101109 TONGZHOU, BEIJING TO: 251500 DEZHOU, SHANDONG PROVINCE |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20121115 Granted publication date: 20081224 Pledgee: Beijing SME credit re Company limited by guarantee Pledgor: Chuangdao Aofu Fine Ceramics Co., Ltd., Beijing Registration number: 2010990000925 |
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| PLDC | Enforcement, change and cancellation of contracts on pledge of patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20121207 Address after: 251500 Shandong Dezhou Linyi Economic Development Zone Fumin Lu Lu West Side Patentee after: Beijing Aofu (Linyi)Fine Ceramics Co., Ltd. Address before: 101109 Beijing horse town Huoxian village of Tongzhou District Patentee before: Chuangdao Aofu Fine Ceramics Co., Ltd., Beijing |
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| C53 | Correction of patent for invention or patent application | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Pan Jiqing Inventor before: Meng Ping |
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| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: MENG PING TO: PAN JIQING |
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| C56 | Change in the name or address of the patentee |
Owner name: SHANDONG AOFU ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Free format text: FORMER NAME: BEIJING AOFU (LINYI) FINE CERAMICS CO., LTD. |
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| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 251500, Shandong province Dezhou Linyi County Economic Development Zone Fumin Road south side of the head Patentee after: SHANDONG AOFU ENVIRONMENTAL PROTECTION SCIENCE & TECHNOLOGY CO., LTD. Address before: 251500 Shandong Dezhou Linyi Economic Development Zone Fumin Lu Lu West Side Patentee before: Beijing Aofu (Linyi)Fine Ceramics Co., Ltd. |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Technology of manufacturing low expansion coefficient honeycomb ceramic kitchen range sheet Effective date of registration: 20160304 Granted publication date: 20081224 Pledgee: Shandong science and technology finance Company limited by guarantee Pledgor: SHANDONG AOFU ENVIRONMENTAL PROTECTION SCIENCE & TECHNOLOGY CO., LTD. Registration number: 2016370000012 |
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| PLDC | Enforcement, change and cancellation of contracts on pledge of patent right or utility model | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20181112 Granted publication date: 20081224 Pledgee: Shandong science and technology finance Company limited by guarantee Pledgor: SHANDONG AOFU ENVIRONMENTAL PROTECTION SCIENCE & TECHNOLOGY CO., LTD. Registration number: 2016370000012 |