一種增強工業(yè)瓷球強度的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種增強工業(yè)瓷球強度的方法，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)瓷球的抗壓強度，跌落試驗破損率低，能滿足出口標準要求。
【專利說明】
一種増強工業(yè)瓷球強度的方法
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工業(yè)瓷球強度的方法。
【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、壓機產(chǎn)量的問題，基本被干粉搪球取代。
[0003]隨著日益出口量加大，國內(nèi)與國外要求相差較大，原工業(yè)瓷球行標:HG/T3683.1_2014(表)里記錄的瓷球，檢驗項目有抗壓強度、耐溫度急變等，目前的瓷球公司生產(chǎn)都能達標，但出口瓷球新增的執(zhí)行標準(表)跌落試驗中: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到的破損率。無論瓷球含鋁量多少都必須達到出口檢驗要求，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，跌落試驗中，Φ 19mm的瓷球破損率達到了 25-30%，而Φ 30mm瓷球破損率達到了 40-60%，Φ 3mm- Φ 6mm的瓷球抗壓強度僅0.2KN，無法滿足國外的檢驗標準。
[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，制作出來結(jié)構(gòu)緊密，燒成后強度高，基本達到跌落試驗和抗壓強度。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達到。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)過顯微觀察，發(fā)現(xiàn)瓷球斷面，存在細微分層現(xiàn)象，達不到結(jié)構(gòu)緊密，強度達標的要求。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)致細微分層現(xiàn)象的主要原因，使瓷球性能降低，因此很難達到出口瓷球的執(zhí)行標準。

【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、抗壓強度高、燒成后不分層的增強工業(yè)瓷球強度的方法。
[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:一種增強工業(yè)瓷球強度的方法，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中，直到瓷球厚度達到產(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燒制、處理后即為工業(yè)瓷球成品。
[0008]進一步地，在步驟a和步驟b之間，在搪球機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行搪制，形成過渡層。
[0009]進一步地，所述過渡層的厚度為0.5-lmm。
[0010]進一步地，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、通過對工業(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，不會引起應(yīng)力差，不會出現(xiàn)分層現(xiàn)象;2、有效地增加工業(yè)瓷球的抗壓強度，跌落試驗破損率低，滿足出口標準要求;3、通過加入過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)合具體實施例來進一步詳細描述本發(fā)明。
[0013]實施例一
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中，直到瓷球厚度達到產(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保溫燒制2-3小時、冷卻處理后即為工業(yè)瓷球成品。
[0014]實施例二
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中，直到瓷球厚度達到產(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小時燒制、冷卻處理后即為工業(yè)瓷球成品。
[0015]實施例三
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中，直到瓷球厚度達到產(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，與上述兩實施例不同的是:在步驟a和步驟b之間，在搪球機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行搪制，形成過渡層，所述過渡層的厚度為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燒結(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，通過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。針對這一結(jié)果，重新試驗，本試驗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]歷來搪制瓷球時，一直是使用一種干燥后的粉料，現(xiàn)試驗搪球時使用2種或3種粉料，通過調(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，在搪制過程中又增加了種料與母料過濾層處理工藝。即2種料等量相同，添入搪球機內(nèi)，覆蓋球面0.5-lmm，形成過渡層，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%，達到了國外新的檢驗標準?？箟簭姸葴y定結(jié)果為:Φ 3mm達到0.7-0.9KN/顆；Φ 6mm達到0.92-1.2KN/顆；Φ 9mm達到3.5KN/顆；Φ 19mm達到7KN/顆以上；Φ 25mm達到1KN/顆，符合新標準要求，耐溫度急變達到了800°C而不剝落，應(yīng)用范圍更為廣泛。
[0021]以上實施方式僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照具體實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進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)利要求保護的范圍中。
【主權(quán)項】
1.一種增強工業(yè)瓷球強度的方法，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中，直到瓷球厚度達到產(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燒制、處理后即為工業(yè)瓷球成品。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種增強工業(yè)瓷球強度的方法，其特征在于:在步驟a和步驟b之間，在搪球機中加入等量種子料原材料和母料原材料的混合物進行搪制，形成過渡層。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種增強工業(yè)瓷球強度的方法，其特征在于:所述過渡層的厚度為0.5-lmm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種增強工業(yè)瓷球強度的方法，其特征在于:所述窯爐燒制溫度為 1200-1350°C。
【文檔編號】C04B33/13GK106007665SQ201610358855
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月27日
【發(fā)明人】羅德平, 朱陵輝, 葉繼云
【申請人】江西維龍科技協(xié)同創(chuàng)新有限公司