一種增強(qiáng)工業(yè)瓷球強(qiáng)度的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種增強(qiáng)工業(yè)瓷球強(qiáng)度的方法，所述工業(yè)瓷球從內(nèi)到外依次包括種子料、母料和面料，種子料的原材料包括的組份及重量百分比是：王仙石40～72%、宜春生料15～33%、郴州泥10～20%、宜春洗泥5～15%；母料的原材料包括的組份及重量百分比是：王仙石50～60%、宜春生料12～25%、郴州泥15～25%、宜春洗泥5～15%、碗瓷粉1～8%；面料的原材料包括的組份及重量百分比是：王仙石35～70%、宜春生料15～35%、半山泥10～20%、黑泥5～15%；本發(fā)明制得的工業(yè)瓷球不易出現(xiàn)剝離和分層等現(xiàn)象，可有效地增加工業(yè)瓷球的抗壓強(qiáng)度，跌落試驗(yàn)破損率低，能滿(mǎn)足出口標(biāo)準(zhǔn)要求。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種増強(qiáng)工業(yè)瓷球強(qiáng)度的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)瓷球制作技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種增強(qiáng)工業(yè)瓷球強(qiáng)度的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在石油化工行業(yè)多使用高、中、低鋁的填料瓷球，而研磨性的瓷球一般是高鋁瓷球。瓷球加工過(guò)程，一般是原料加工后，有三種制作方法:濕法成型、干法成型、搪球。濕法成型需要人工太多，產(chǎn)量少而逐漸取消，而生產(chǎn)Φ 3mm-Φ 30_:如模具、壓機(jī)產(chǎn)量的問(wèn)題，基本被干粉搪球取代。
[0003]隨著日益出口量加大，國(guó)內(nèi)與國(guó)外要求相差較大，原工業(yè)瓷球行標(biāo):HG/T3683.1_2014(表)里記錄的瓷球，檢驗(yàn)項(xiàng)目有抗壓強(qiáng)度、耐溫度急變等，目前的瓷球公司生產(chǎn)都能達(dá)標(biāo)，但出口瓷球新增的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)(表)跌落試驗(yàn)中:就是取樣瓷球從6米高度掉落在20mm厚的鋼板上的所要求達(dá)到的破損率。無(wú)論瓷球含鋁量多少都必須達(dá)到出口檢驗(yàn)要求，在出口的主要訂單中，含鋁量在18-20%量大。按照傳統(tǒng)制作方法，生產(chǎn)的中、低鋁瓷球，跌落試驗(yàn)中，Φ 19mm的瓷球破損率達(dá)到了 25-30%，而Φ 30mm瓷球破損率達(dá)到了 40-60%，Φ 3mm- Φ 6mm的瓷球抗壓強(qiáng)度僅0.2KN，無(wú)法滿(mǎn)足國(guó)外的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。
[0004]在搪球制作工藝中，在搪制高鋁瓷球(Al2O3彡75%)中，由于使用了氧化鋁粉原料，粘土少，原料塑性變化少，制作出來(lái)結(jié)構(gòu)緊密，燒成后強(qiáng)度高，基本達(dá)到跌落試驗(yàn)和抗壓強(qiáng)度。普通工業(yè)瓷球，即中、低鋁球，煅燒氧化鋁粉用量低，大都是靠粘土、高鋁土等本身含鋁量來(lái)達(dá)到。粘土的收縮率較大，干燥、燒成收縮也大，即易造成內(nèi)外分層現(xiàn)象。
[0005]經(jīng)過(guò)顯微觀察，發(fā)現(xiàn)瓷球斷面，存在細(xì)微分層現(xiàn)象，達(dá)不到結(jié)構(gòu)緊密，強(qiáng)度達(dá)標(biāo)的要求。分析得出，瓷球生產(chǎn)中，干燥收縮內(nèi)外不均勻、不同步，燒成收縮內(nèi)外不均引起應(yīng)力差，是導(dǎo)致細(xì)微分層現(xiàn)象的主要原因，使瓷球性能降低，因此很難達(dá)到出口瓷球的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中工業(yè)瓷球存在的不足，提供一種收縮均勻、結(jié)構(gòu)緊密、抗壓強(qiáng)度高、燒成后不分層的增強(qiáng)工業(yè)瓷球強(qiáng)度的方法。
[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是:一種增強(qiáng)工業(yè)瓷球強(qiáng)度的方法，所述工業(yè)瓷球從內(nèi)到外依次包括種子料、母料和面料，所述種子料的原材料包括的組份及重量百分比是:王仙石40?72%、宜春生料15?33%、郴州泥10?20%、宜春洗泥5?15%;所述母料的原材料包括的組份及重量百分比是:王仙石50?60%、宜春生料12?25%、郴州泥15?25%、宜春洗泥5?15%、碗瓷粉I?8%;所述面料的原材料包括的組份及重量百分比是:王仙石35?70%、宜春生料15?35%、半山泥10?20%、黑泥5?15%;其增強(qiáng)方法包括以下步驟:a、將種子料、母料和面料的原材料包括的組份分別混合均勻制得種子料、母料和面料的原材料;b、將種子料的原材料放入搪球機(jī)中，搪制成Φ 1-1.5mm的種子料；C、再將母料的原材料加入搪球機(jī)中，直到瓷球厚度達(dá)到產(chǎn)品要求的直徑的54-58%為止;d、最后加入面料的原材料，直到搪制成需要的產(chǎn)品尺寸即成半成品；e、將半成品放入窯爐中保溫?zé)?、處理后即為工業(yè)瓷球成品。
[0008]進(jìn)一步地，在步驟a和步驟b之間，在搪球機(jī)中加入等重量種子料的原材料和母料的原材料的混合后進(jìn)行搪制，形成過(guò)渡層。
[0009]進(jìn)一步地，所述過(guò)渡層的厚度為0.5-lmm。
[0010]進(jìn)一步地，所述窯爐燒制溫度為1200_1350°C。
[0011]本發(fā)明的有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，1、通過(guò)對(duì)工業(yè)瓷球內(nèi)外結(jié)構(gòu)配比不同的原材料使得工業(yè)瓷球結(jié)構(gòu)內(nèi)外收縮均勻、同步，不會(huì)引起應(yīng)力差，不會(huì)出現(xiàn)分層現(xiàn)象;2、有效地增加工業(yè)瓷球的抗壓強(qiáng)度，跌落試驗(yàn)破損率低，滿(mǎn)足出口標(biāo)準(zhǔn)要求;3、通過(guò)加入過(guò)渡層使不同的原材料之間形成很好的燒結(jié)融合，不易出現(xiàn)剝離等現(xiàn)象。
【具體實(shí)施方式】
[0012]為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面根據(jù)結(jié)合具體實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明。
[0013]實(shí)施例一
所述工業(yè)瓷球從內(nèi)到外依次包括種子料、母料和面料，所述種子料的原材料包括的組份及重量百分比是:王仙石42%、宜春生料23%、郴州泥20%、宜春洗泥15%;所述母料的原材料包括的組份及重量百分比是:王仙石50%、宜春生料25%、郴州泥15%、宜春洗泥10%、碗瓷粉5%;所述面料的原材料包括的組份及重量百分比是:王仙石35%、宜春生料35%、半山泥20%、黑泥10%;其制作方法包括以下步驟:a、將種子料、母料和面料的原材料加工處理后分別混合均勻制得種子料、母料、面料的原材料，加工處理包括去雜、粉碎、篩選等工藝;b、將種子料的原材料放入搪球機(jī)中，搪制成Φ I.5mm的種子料;C、再將母料的原材料加入搪球機(jī)中，直到瓷球厚度達(dá)到產(chǎn)品要求的直徑的54%為止;d、最后加入面料的原材料，直到搪制成需要的產(chǎn)品尺寸即成半成品；e、將半成品放入窯爐中在1200°C保溫?zé)?-3小時(shí)、冷卻處理后即為工業(yè)瓷球成品。
[0014]實(shí)施例二
所述工業(yè)瓷球從內(nèi)到外依次包括種子料、母料和面料，所述種子料的原材料包括的組份及重量百分比是:王仙石40%、宜春生料33%、郴州泥11%、宜春洗泥14%;所述母料的原材料包括的組份及重量百分比是:王仙石55%、宜春生料12%、郴州泥18%、宜春洗泥14%、碗瓷粉1%;所述面料的原材料包括的組份及重量百分比是:王仙石45%、宜春生料25%、半山泥15%、黑泥15%;其制作方法包括以下步驟:a、將種子料、母料和面料的原材料加工處理后分別混合均勻制得種子料、母料、面料的原材料，加工處理包括去雜、粉碎、篩選等工藝;b、將種子料的原材料放入搪球機(jī)中，搪制成Φ I.2mm的種子料;C、再將母料的原材料加入搪球機(jī)中，直到瓷球厚度達(dá)到產(chǎn)品要求的直徑的58%為止;d、最后加入面料的原材料，直到搪制成需要的產(chǎn)品尺寸即成半成品；e、將半成品放入窯爐中在1280°C保溫2-3小時(shí)燒制、冷卻處理后即為工業(yè)瓷球成品。
[0015]實(shí)施例三
所述工業(yè)瓷球從內(nèi)到外依次包括種子料、母料、面料，所述種子料的原材料包括的組份及重量百分比是:王仙石70%、宜春生料15%、郴州泥10%、宜春洗泥5%;所述母料的原材料包括的組份及重量百分比是:王仙石60%、宜春生料12%、郴州泥15%、宜春洗泥5%、碗瓷粉8%;所述面料的原材料包括的組份及重量百分比是:王仙石70%、宜春生料15%、半山泥10%、黑泥5%;其制作方法包括以下步驟:a、將上述各部分的原材料加工處理后分別混合均勻制得種子料、母料、面料的原材料，加工處理包括去雜、粉碎、篩選等工藝;b、將種子料的原材料放入搪球機(jī)中，搪制成Φ I.Imm的種子料;C、再將母料的原材料加入搪球機(jī)中，直到瓷球厚度達(dá)到產(chǎn)品要求的直徑的55%為止;d、最后加入面料的原材料，直到搪制成需要的產(chǎn)品尺寸即成半成品；e、將半成品放入窯爐中在1350°C保溫1-2小時(shí)燒制、冷卻處理后即為工業(yè)瓷球成品O
[0016]另外，與上述兩實(shí)施例不同的是:在步驟a和步驟b之間，在搪球機(jī)中加入等重量種子料的原材料和母料的原材料的混合后進(jìn)行搪制，形成過(guò)渡層，所述過(guò)渡層的厚度為0.5-1mm0
[0017]上述原材料可從以下地區(qū)獲得:王仙石產(chǎn)自湖南醴陵市浦口鄉(xiāng)王仙村出產(chǎn)的一種熱穩(wěn)定性高，收縮小的瓷石，可以提高瓷球的高溫?zé)Y(jié)熱穩(wěn)定性，使瓷球燒結(jié)后圓整光滑。宜春洗泥即為江西省宜春市上高出產(chǎn)的高嶺土(主要含66.7%的二氧化硅和23.5%的氧化鋁)，加入宜春洗泥不僅可提高面料的強(qiáng)度，而且可提高面料充型能力。郴州泥產(chǎn)自湖南郴州，宜春洗泥產(chǎn)自江西宜春上高，碗瓷粉產(chǎn)自江西萍鄉(xiāng)湘東，半山泥產(chǎn)自江西萍鄉(xiāng)南坑鎮(zhèn)，黑泥產(chǎn)自湖南郴州的一種塑性好的泥料。
[0018]根據(jù)本發(fā)明【背景技術(shù)】中所述，在研制配方時(shí)，通過(guò)提高瘠性料含量以降低收縮率，發(fā)現(xiàn)使用王仙石(瓷石)原礦石，打粉后加入，效果還好。針對(duì)這一結(jié)果，重新試驗(yàn)，本試驗(yàn)的目的是使瓷球搪制后干燥收縮內(nèi)外一致，使之結(jié)構(gòu)緊密，并且保證燒成后產(chǎn)品不分層。
[0019]歷來(lái)搪制瓷球時(shí)，一直是使用一種干燥后的粉料，現(xiàn)試驗(yàn)搪球時(shí)使用2種或3種粉料，通過(guò)調(diào)制原料配方，研制出2-3種干燥收縮率不同，燒成收縮相符的配比，燒成溫度相同。經(jīng)最后測(cè)定各料的總收縮分別為:種子料9%，母料(里子料)12%，面料14.6%;而干燥收縮分別為:種子料為3%，母料為3.8%，面料為4.3%，搪制瓷球，由內(nèi)到外分成了3層(種子球、母球、面子球)種子球Φ Imm-Φ 1.5mm，母球(里子球)根據(jù)瓷球成品大小來(lái)定，如:Φ 13mm瓷球即搪到Φ 7mm左右，Φ 19mm瓷球即搪到Φ I Imm左右，Φ 25mm瓷球即搪到Φ 14mm左右，Φ 30mm瓷球即搪到Φ 17mm左右，一般為成品瓷球54-58%的厚度。最后加面料搪到產(chǎn)品需要的尺寸范圍。另外，經(jīng)反復(fù)搪制試驗(yàn)，在搪制過(guò)程中又增加了種料與母料過(guò)濾層處理工藝。即2種料等量相同，添入搪球機(jī)內(nèi)，覆蓋球面0.5-lmm，形成過(guò)渡層，能夠使不同的原料之間形成很好的燒結(jié)融合，不易出現(xiàn)剝離等現(xiàn)象。
[0020]經(jīng)批量生產(chǎn)后，含鋁量為20%的產(chǎn)品瓷球，跌落破損試驗(yàn)結(jié)果為:Φ 3πιπι-Φ 19mm為0%，即產(chǎn)品合格率為100%; Φ 25mm為0-4%; Φ 30mm為0_6%，達(dá)到了國(guó)外新的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)?？箟簭?qiáng)度測(cè)定結(jié)果為:Φ 3mm達(dá)到0.7-0.9KN/顆；Φ 6mm達(dá)到0.92-1.2KN/顆；Φ 9mm達(dá)到3.5KN/顆；Φ 19mm達(dá)到7KN/顆以上；Φ 25mm達(dá)到1KN/顆，符合新標(biāo)準(zhǔn)要求，耐溫度急變達(dá)到了800°C而不剝落，應(yīng)用范圍更為廣泛。
[0021]以上實(shí)施方式僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)的范圍中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種增強(qiáng)工業(yè)瓷球強(qiáng)度的方法，其特征在于:所述工業(yè)瓷球從內(nèi)到外依次包括種子料、母料和面料，所述種子料的原材料包括的組份及重量百分比是:王仙石40?72%、宜春生料15?33%、郴州泥1?20%、宜春洗泥5?15%;所述母料的原材料包括的組份及重量百分比是:王仙石50?60%、宜春生料12?25%、郴州泥15?25%、宜春洗泥5?15%、碗瓷粉I?8%;所述面料的原材料包括的組份及重量百分比是:王仙石35?70%、宜春生料15?35%、半山泥10?20%、黑泥5?15%;其增強(qiáng)方法包括以下步驟:a、將上述各部分的原材料包括的組份分別混合均勻制得種子料、母料和面料的原材料;b、將混合后的種子料的原材料放入搪球機(jī)中，搪制成Φ 1-1.5mm的種子料；C、再將母料的原材料加入搪球機(jī)中，直到瓷球厚度達(dá)到產(chǎn)品要求的直徑的54-58%為止;d、最后加入面料的原材料，直到搪制成需要的產(chǎn)品尺寸即成半成品；e、將半成品放入窯爐中保溫?zé)啤⑻幚砗蠹礊楣I(yè)瓷球成品。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種增強(qiáng)工業(yè)瓷球強(qiáng)度的方法，其特征在于:在步驟a和步驟b之間，在搪球機(jī)中加入等量種子料原材料和母料原材料的混合物進(jìn)行搪制，形成過(guò)渡層。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種增強(qiáng)工業(yè)瓷球強(qiáng)度的方法，其特征在于:所述過(guò)渡層的厚度為0.5-lmm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種增強(qiáng)工業(yè)瓷球強(qiáng)度的方法，其特征在于:所述窯爐燒制溫度為 1200-1350°C。
【文檔編號(hào)】C04B33/13GK106007665SQ201610358855
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月27日
【發(fā)明人】羅德平, 朱陵輝, 葉繼云
【申請(qǐng)人】江西維龍科技協(xié)同創(chuàng)新有限公司