CN109279884B - 一种高强度堇青石-莫来石陶瓷辊棒及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强度堇青石‑莫来石陶瓷辊棒，其主要原料配方为：陶瓷辊棒废料20‑25份；绿泥石20‑25份、高岭土10‑15份、膨润土10‑15份、氧化铝15‑20份、蓝晶石10‑15份；粘结剂0.5‑3.0份；相应地，本发明还公开了该高强度堇青石‑莫来石陶瓷辊棒的制备方法。本发明的陶瓷辊棒具有热膨胀系数低、强度高的特点，解决了传统堇青石‑莫来石复合材料生产成本高、强度低的问题，具有防弯曲变形的作用，可广泛应用于陶瓷窑炉急冷带，具有极高的推广价值。

Description

一种高强度堇青石-莫来石陶瓷辊棒及其制备方法
技术领域
本发明属于窑具材料领域，特别是涉及一种高强度堇青石-莫来石陶瓷辊棒及其制备方法。
背景技术
辊道窑广泛应用于日用、卫生、建筑陶瓷、玻璃以及磁性材料等的生产领域，辊棒是辊道窑的关键组件，在辊道烧成窑和干燥窑中起支撑和传送制品的作用，它对辊道窑的节能、产品烧成周期以及自动化运作有非常重要的影响。
在陶瓷烧成过程中，尤其是在陶瓷砖的烧成过程中，为了提高产量，通常在窑炉上设有急冷带，其冷却速度通常可以达到100℃/min，在急冷急热的条件下，陶瓷辊棒内部应力无法完全释放，极易发生弯曲甚至断裂的缺陷。因此急冷带窑炉辊棒要求具有较低的热膨胀系数与较高的强度。
目前，陶瓷生产企业辊道窑多采用刚玉-莫来石质的陶瓷辊棒，其热膨胀系数低，导热差，不适用于窑炉急冷段。在急冷段，多采用专用的碳化硅辊棒，其平均热膨胀系数可达到4.5×10-6/℃，碳化硅具有热导率高、耐磨性能好、抗折强度高的优点。但其价格较高，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。
堇青石是具有良好热稳定性、低热膨胀系数的硅酸盐矿物，莫来石是一种优质的耐火材料，它具有强度高，硬度大，耐腐蚀的特点。堇青石-莫来石复合陶瓷具有强度高、热膨胀系数低的特点，也被广泛应用于陶瓷窑炉之中。中国发明201310536156.7公开了一种利用膨润土尾矿、堇青石-莫来石炉具废料、硅线石、绿泥石、氧化铝、轻质莫来石和木粉制备堇青石-莫来石炉具的方法，其膨胀系数为2.73×10-6/℃，高温抗折5.8MPa，虽然其热膨胀系数较小，但强度太低，远远不能满足在陶瓷辊道窑急冷区使用的要求。发明申请201510975739.9公开了一种低成本抗弯陶瓷辊棒及其制备方法，制得了高温抗折强度为38-45MPa，热膨胀系数为4.2-4.6×10-6/℃的陶瓷辊棒，但其配方中采用了堇青石、氧化钇粉体来提高辊棒的强度与抗热震性，成品堇青石粉与氧化钇售价较高，不利于市场推广；且其烧成温度高(1530-1580℃)，消耗能量多。所以亟需研发一种生产成本低、强度高的堇青石-莫来石质陶瓷辊棒。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种高强度堇青石-莫来石质陶瓷棍棒，其强度高、热膨胀系数低、抗弯性能良好、不发生变形，适用于陶瓷窑急冷段；且其生产成本低。
本发明所要解决的技术问题还在于，提供一种上述高强度堇青石-莫来石质陶瓷辊棒的制备方法。
为达到上述技术效果，本发明提供了一种高强度堇青石-莫来石陶瓷辊棒，其按照重量份数计包括：陶瓷辊棒废料20-25份；绿泥石20-25份、高岭土10-15份、膨润土10-15份、氧化铝15-20份、蓝晶石10-15份、粘结剂0.5-3.0份；
所述陶瓷辊棒废料、绿泥石、高岭土、膨润土、氧化铝、蓝晶石的重量份总和为100份。
作为上述技术方案的改进，所述高岭土的主要成分为：SiO2含量≤48％、Al2O3含量≥37％、TiO2和Fe2O3的总含量≤1.2％、K2O和Na2O的总含量≤1.5％；陶瓷辊棒废料为刚玉-莫来石质陶瓷辊棒熟料；绿泥石中MgO含量≥30％；氧化铝中Al2O3含量≥99.3％。
作为上述技术方案的改进，所述高岭土的主要成分为：Al2O3含量≥15％和K2O含量≥5％。
作为上述技术方案的改进，所述膨润土结合强度≥5MPa；所述绿泥石可塑性指数≥8；所述辊棒熟料粒度为80-120目；所述蓝晶石粒度为325目筛余≤8％。
作为上述技术方案的改进，所述粘结剂为纤维素醚类、树脂、木质素磺酸钙溶液中的一种或组合，其加入重量份为0.5-3.0份。
作为上述技术方案的改进，所述粘结剂为羧甲基纤维素，其Na2O含量＜10％；其加入重量份为2.4-3.0份；所述树脂为热固性酚醛树脂，其加入份数为0.5-1.5份；所述木质素磺酸钙溶液中木质素磺酸钙与水的质量比为2:3；其加入份数为0.5-1.5份。
作为上述技术方案的改进，所述辊棒的耐急冷急热性(1100℃-室温)≥30次不裂，常温弯曲强度≥55MPa，高温弯曲强度(1100℃)≥45MPa，热膨胀系数为3.0-3.5×10-6/℃(1000℃)。
相应的，本发明还公开了一种上述高强度堇青石-莫来石陶瓷辊棒的制备方法，包括：
(1)将各种原料按照配方进行配料混合得到混合料；
(2)在所述混合料中加入水，进行球磨，得到浆料，将浆料进行喷雾干燥得到坯料；
(3)在所述坯料中加入粘结剂和水，进行两次以上造粒得到泥料；
(4)将所述泥料在塑性挤出机挤出得到设有内支撑的陶瓷辊棒坯管；
(5)将所述坯管进行干燥，干燥后水分控制在1.2％-2.3％；
(6)将所述经过干燥处理的坯管在140-180MPa的压力下进行冷等静压处理；
(7)将所述经过干燥的设有内支撑的陶瓷辊棒坯管去掉所述内支撑后进入窑炉进行烧成，得到陶瓷辊棒产品；
其中，所述配方按照重量份计包括：陶瓷辊棒废料20-25份；绿泥石20-25份、高岭土10-15份、膨润土10-15份、氧化铝15-20份、蓝晶石10-15份；
所述陶瓷辊棒废料、绿泥石、高岭土、膨润土、氧化铝、蓝晶石的重量份总和为100份；
所述粘结剂重量份为0.5-3.0份。
进一步的，步骤(5)中，干燥温度为80-120℃；干燥时间为35-40h。
相应的，本发明还公开了另一种制备所述高强度堇青石-莫来石陶瓷辊棒的方法，包括：
(1)将各种原料按照配方进行配料混合得到混合料；
(2)在所述混合料中加入水，进行球磨，得到浆料；
(3)将所述浆料通过压滤得到泥饼；
(4)在所述泥饼中加入粘结剂，并进行两次以上的真空练泥，得到泥料；
(5)将所述泥料通过真空螺旋挤出机挤出，得到坯管；
(6)将所述坯管进行干燥，干燥后坯管水分控制在≤1％；
(7)将所述干燥后的坯管进行高温烧结，得到陶瓷辊棒产品；
其中，所述配方按照重量份计包括：陶瓷辊棒废料20-25份；绿泥石20-25份、高岭土10-15份、膨润土10-15份、氧化铝15-20份、蓝晶石10-15份；
所述陶瓷辊棒废料、绿泥石、高岭土、膨润土、氧化铝、蓝晶石的重量份总和为100份；
所述粘结剂重量份为0.5-3.0份。
作为上述技术方案的改进，步骤(6)中，干燥温度为80-150℃；干燥时间为12-18h。
作为上述技术方案的改进，步骤(7)中，烧成温度为1360-1400℃；烧结周期为28-32h。
作为上述技术方案的改进，步骤(7)中，高温烧结工艺为：先以80-100℃/h的速度由室温升温至1000-1100℃，保温0.5-1h，再以30-50℃/h的速度升温到1360-1400℃，保温1-7h，最后以200-500℃/h的速度降温至室温。
本发明提供一种高强度堇青石-莫来石陶瓷辊棒，其主要原料为高岭土、膨润土、绿泥石、蓝晶石以及氧化铝；同时包含一定量的陶瓷辊棒废料，采用等静压或挤出成型工艺制备，实施本发明的有益效果具体如下：
1.本发明在配方中引进了陶瓷辊棒废料，实现了废弃物的循环利用，可有效降低生产成本。
2.通过合理的配方设计，采用绿泥石与蓝晶石在中低温条件下合成堇青石相，确定了低热膨胀系数的配方体系。
3.针对强度较低的问题，在配方中引入了高岭土与氧化铝；使得高温下高岭土分解得到针状莫来石相，并与氧化铝反应形成莫来石相，复合于堇青石相之中，提高了复合相强度，使其抗弯性能有了大步提升。
4.在配方中引入了高塑性的膨润土，在成型阶段，膨润土与粘结剂复合提高了泥料的成型性能；在烧成过程中，膨润土高温分解后于氧化铝反应形成针状二次莫来石，提高了制品的强度。
5.采用等静压成型方式，提高了坯管致密度，提高了烧成强度。
附图说明
图1为本发明一种高强度堇青石-莫来石质陶瓷辊棒制备方法的流程图。
图2为本发明一种高强度堇青石-莫来石质陶瓷辊棒另一制备方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种低成本陶瓷窑用堇青石-莫来石陶瓷辊棒，其按照重量份计包括：陶瓷辊棒废料20-25份、绿泥石20-25份、高岭土10-15份、膨润土10-15份、氧化铝15-20份、蓝晶石10-15份；
上述陶瓷辊棒废料、绿泥石、高岭土、膨润土、氧化铝、蓝晶石的重量份总和为100份；
所述粘结剂重量份为0.5-3.0份，
其中，高岭土的主要成分为：SiO2含量≤48％、Al2O3含量≥37％，TiO2和Fe2O3的总含量≤1.2％、K2O和Na2O的总含量≤1.5％；氧化铝中Al2O3含量≥99.3％。高岭土在升温过程中，可大量分解形成偏高岭石与游离方石英，进一步升高温度时，偏高岭石析出成针状的二次莫来石，有助于提高制品强度；同时分解得到的活性较高的方石英可与部分氧化铝反应形成莫来石，提高制品强度。优选的，本发明中亦可采用新型高岭土，其主要成分为：Al2O3含量≥15％和K2O含量≥5％。
陶瓷辊棒废料为刚玉-莫来石质陶瓷辊棒熟料；其粒度控制在80-120目。优选的，所述陶瓷辊棒废料经分选、除杂、粉碎、过筛、除铁后制得。添加辊棒废料不仅实现了废物的循环利用，降低生产成本；且陶瓷辊棒废料在烧成过程中亦可以提供莫来石相，提高辊棒的强度。
绿泥石中MgO含量≥30％，其可塑性指数≥8；在升温过程中，绿泥石分解形成顽火辉石，有助于促进烧结，同时在1000-1100℃之间，顽火辉石可与蓝晶石发生反应形成堇青石。优选的，为了增强反应活性，所述蓝晶石粒度控制在325目筛余≤8％。
同时，在基质料中，还含有一定量的膨润土，膨润土具有极强的可塑性，可增强坯体的成型性能；优选的，在本发明中，膨润土的结合强度≥5MPa。膨润土在升温过程中分解形成中间产物，中间产物在1200℃后可与氧化铝反应形成莫来石，提升制品的强度。
粘结剂为纤维素醚类、树脂、木质素磺酸钙溶液中的一种或组合，其加入重量份为0.5-3.0份；优选的，所述纤维素醚类为羧甲基纤维素、羧丙基甲基纤维素、甲基纤维素中的一种或多种，其加入重量份为2.4-3.0份。进一步优选的，所述粘结剂为羧甲基纤维素，其Na2O含量小于10％；其加入重量份为2.4-3.0份；优选的，所述树脂为热固性酚醛树脂，其加入份数为0.5-1.5份；所述木质素磺酸钙溶液中木质素磺酸钙与水的质量比为2:3；其加入份数为0.5-1.5份。
相应的，如图1所示，本发明还提供了一种低成本陶瓷窑用堇青石-莫来石陶瓷辊棒的方法，包括：
S101：将各种原料按照配方进行配料混合得到混合料。
其中，所述配方按照重量份计包括：陶瓷辊棒废料20-25份；绿泥石20-25份、高岭土10-15份、膨润土10-15份、氧化铝15-20份、蓝晶石10-15份；
所述陶瓷辊棒废料、绿泥石、高岭土、膨润土、氧化铝、蓝晶石的重量份总和为100份；
所述粘结剂重量份为0.5-3.0份。
S102：在所述混合料中加入水，进行球磨，得到浆料，将浆料进行喷雾干燥得到坯料；
所述球磨过程包括：在混合料中加入29-37份水后在球磨机中球磨得到浆料；浆料进行过筛除铁处理；过筛除铁后的浆料进行喷雾干燥，得到坯料。过筛除铁能够有效去除浆料的杂质，提高辊棒产品的成品率。
S103：在所述坯料中加入粘结剂和水，进行两次以上造粒得到泥料；
其中，粘结剂为羧甲基纤维素、羧丙基甲基纤维素、甲基纤维素中的一种或组合，其加入重量份为2.4-3.0份。优选的，所述粘结剂为羧甲基纤维素，其Na2O含量小于10％；其加入重量份为2.4-3.0份；
优选的，所述步骤具体为：在坯料中加入粘结剂后，先干混4-10分钟，然后再加入水，进行湿混；加入水并进行强力搅拌，得到泥料的水分控制在14-20％。
S104：将所述泥料在直推式塑性挤出机挤出成设有内支撑的陶瓷辊棒坯管；
S105：将所述坯管进行干燥，干燥后水分控制在1.2％-2.3％；
其中，干燥温度为80-120℃；干燥时间为35-40h。
S106：将所述经过干燥处理的坯管在140-180MPa的压力下进行冷等静压处理；
采用等静压处理可进一步提高陶瓷辊棒坯管的致密度，使得其体积密度≥2.5g/cm3；在烧成过程中可得到强度更高的陶瓷辊棒。
S107：将所述经过干燥的设有内支撑的陶瓷辊棒坯管去掉所述内支撑后进入窑炉进行烧成，得到陶瓷辊棒产品；
其中，烧成的工艺参数为：烧成温度为1360-1400℃；烧结周期为28-32h。优选的，本发明中陶瓷辊棒的烧结工艺具体为：先以80-100℃/h的速度由室温升温至1000-1100℃，保温0.5-1h，再以30-50℃/h的速度升温到1360-1400℃，保温1-7h，最后以200-500℃/h的速度降温至室温。
参见图2，本发明中的高强度堇青石-莫来石质陶瓷辊棒亦可采用下述方法制备：
S101：将各种原料按照配方进行配料混合得到混合料；
其中，所述配方按照重量份计包括：陶瓷辊棒废料20-25份；绿泥石20-25份、高岭土10-15份、膨润土10-15份、氧化铝15-20份、蓝晶石10-15份；
陶瓷辊棒废料、绿泥石、高岭土、膨润土、氧化铝、蓝晶石的重量份总和为100份；
S102：在所述混合料中加入水，进行球磨，得到浆料；
其中，球磨过程具体的包括：在混合料中加入29-37份水后在球磨机中球磨得到浆料；将浆料进行过筛除铁处理；过筛除铁能够有效去除浆料中的杂质，提高辊棒产品的成品率。
S103：将所述过筛除铁后浆料通过压滤得到泥饼；
S104：在所述泥饼中加入粘接剂，并进行两次以上的真空练泥，得到泥料；
其中，粘接剂为树脂、木质素磺酸钙溶液中的一种或组合；优选的，树脂为热固性酚醛树脂，其加入份数为0.5-1.5份；木质素磺酸钙溶液中木质素磺酸钙与水的质量比为2:3；其加入份数为0.5-1.5份。
所述步骤还包括，在真空练泥后，对泥料进行24-48h的陈腐处理，得到泥料。陈腐处理可有效地增高泥料的可塑性，方便成型。
S105：将所述泥料通过真空螺旋挤出机挤出，得到坯管；
S106：将所述坯管进行干燥，干燥后坯管水分控制在≤1％；
其中，干燥处理的工艺条件为：干燥温度为80-150℃；干燥时间为12-18h；优选的，干燥后坯管水分≤0.8％。
S107：将所述干燥后的坯管进行高温烧结，得到陶瓷辊棒产品；
具体的，本发明中，陶瓷辊棒的高温烧结温度为1360-1400℃，烧结周期为28-32h；优选的，本发明中陶瓷辊棒的具体烧结工艺为：先以80-100℃/h的速度由室温升温至1000-1100℃，保温0.5-1h，再以30-50℃/h的速度升温到1360-1400℃，保温1-7h，最后以200-500℃/h的速度降温至室温。
由上述配方和方法制得的陶瓷辊棒成品，其耐急冷急热性(1100℃-室温)≥30次不裂，常温弯曲强度≥55MPa，高温弯曲强度(1100℃)≥45MPa，热膨胀系数为3.0-3.5×10-6/℃(1000℃)。该辊棒具有热膨胀系数低、强度高、抗弯能力强，有效解决了辊棒在辊道窑急冷段由于温度梯度大引起的变形问题。
下面以具体实施例进一步阐明本发明：
实施例1
(一)配方
辊棒熟料21份、高岭土12份、膨润土15份、绿泥石21份、氧化铝粉18份、蓝晶石13份；2.9份羧甲基纤维素。
其中，高岭土主要成分为：SiO2为47.15％，Al2O3为37.15％；其Fe2O3+TiO2含量为0.33％；绿泥石中MgO含量为31％。
(二)制备方法
(1)将各种原料按照配方进行配料混合得到混合料；
(2)在所述混合料中加入35份水，进行球磨，球磨后进行过筛除铁，得到浆料，将浆料进行喷雾干燥得到坯料；
(3)在所述坯料中加入2.9份羧甲基纤维素，干混6分钟，然后加入16份水，进行三次造粒后得到泥料；
(4)将所述泥料在塑性挤出机挤出得到设有内支撑的陶瓷辊棒坯管；
(5)将所述坯管在110℃下烘干37h，进行干燥，干燥后水分控制在1.2％-1.6％；
(6)将所述经过干燥处理的坯管在170-180MPa的压力下进行冷等静压处理；
(7)将所述经过干燥的设有内支撑的陶瓷辊棒坯管去掉所述内支撑后在窑炉中吊装烧结，烧结温度1370℃，烧结周期31h。
实施例2
(一)配方
辊棒熟料20份、高岭土12份、膨润土15份、绿泥石21份、氧化铝粉18份、蓝晶石13份；2.6份羧甲基纤维素。
其中，高岭土主要成分为：45.40％，Al2O3为38.19％；其Fe2O3+TiO2含量为0.25％；绿泥石中MgO含量为31％。
(二)制备方法
(1)将各种原料按照配方进行配料混合得到混合料；
(2)在所述混合料中加入29份水，进行球磨，球磨后进行过筛除铁，得到浆料，将浆料进行喷雾干燥得到坯料；
(3)在所述坯料中加入2.6份羧甲基纤维素，干混5分钟，然后加入17份水，进行三次造粒后得到泥料；
(4)将所述泥料在塑性挤出机挤出得到设有内支撑的陶瓷辊棒坯管；
(5)将所述坯管在100℃下烘干40h，进行干燥，干燥后水分控制在1.2％-1.6％；
(6)将所述经过干燥处理的坯管在140-150MPa的压力下进行冷等静压处理；
(7)将所述经过干燥的设有内支撑的陶瓷辊棒坯管去掉所述内支撑后在窑炉中吊装烧结，烧结温度1375℃，烧结周期32h。更具体的，其烧结制度为：以100℃/小时的速度由室温升温至1000℃，保温1h；再以30℃的速度升温至1375℃，保温5小时。然后以300℃/小时的速度降温至室温。
实施例3
(一)配方
辊棒熟料21份、高岭土12份、膨润土15份、绿泥石21份、氧化铝粉18份、蓝晶石13份；2.5份羧丙基纤维素。
其中，高岭土主要成分为：47.22％，Al2O3为36.14％；其Fe2O3+TiO2含量为0.43％；绿泥石中MgO含量为32％。
(二)制备方法
(1)将各种原料按照配方进行配料混合得到混合料；
(2)在所述混合料中加入34份水，进行球磨，球磨后进行过筛除铁，得到浆料，将浆料进行喷雾干燥得到坯料；
(3)在所述坯料中加入2.5份羧丙基纤维素，干混6分钟，然后加入16份水，进行三次造粒后得到泥料；
(4)将所述泥料在塑性挤出机挤出得到设有内支撑的陶瓷辊棒坯管；
(5)将所述坯管在120℃下烘干35h，进行干燥，干燥后水分控制在1.2％-1.6％；
(6)将所述经过干燥处理的坯管在170-180MPa的压力下进行冷等静压处理；
(7)将所述经过干燥的设有内支撑的陶瓷辊棒坯管去掉所述内支撑后在窑炉中吊装烧结，烧结温度1370℃，烧结周期31h。更具体的，其烧结制度为：以100℃/小时的速度由室温升温至1000℃，保温0.5h；再以40℃的速度升温至1370℃，保温5小时。然后以300℃/小时的速度降温至室温。
实施例4
(一)配方
辊棒熟料23份、高岭土11份、膨润土13份、绿泥石22份、氧化铝粉17份、蓝晶石14份；3.0份羧甲基纤维素。
(二)制备方法
(1)将各种原料按照配方进行配料混合得到混合料；
(2)在所述混合料中加入35份水，进行球磨，球磨后进行过筛除铁，得到浆料，将浆料进行喷雾干燥得到坯料；
(3)在所述坯料中加入3.0份羧甲基纤维素，干混6分钟，然后加入18份水，进行三次造粒后得到泥料；
(4)将所述泥料在塑性挤出机挤出得到设有内支撑的陶瓷辊棒坯管；
(5)将所述坯管在80℃下烘干40h，进行干燥，干燥后水分控制在1.2％-1.4％；
(6)将所述经过干燥处理的坯管在170-180MPa的压力下进行冷等静压处理；
(7)将所述经过干燥的设有内支撑的陶瓷辊棒坯管去掉所述内支撑后在窑炉中吊装烧结，烧结温度1380℃，烧结周期32h。
实施例5
(一)配方
辊棒熟料20份、高岭土15份、膨润土15份、绿泥石20份、氧化铝粉20份、蓝晶石10份；0.5份木质素磺酸钙溶液。
(二)制备方法
(1)按照配方将原料在高速搅拌机中混合；
(2)在混合料中加入37份水，并加入球磨机，球磨后进行过筛除铁处理得到浆料；
(3)压滤所述浆料，得到含水率为17％的泥饼；
(4)在泥饼中加入0.5份木质磺酸钙溶液，并进行两次以上练泥，练泥后陈腐48h；
(5)将所述泥料通过真空螺旋挤出机挤出，得到坯管；
(6)将所述坯管在140℃下干燥16h，干燥后坯管水分为0.5％；
(7)将所述干燥后的坯管进行高温烧结，得到陶瓷辊棒产品；其烧成温度为1370℃，烧成周期为32h。
实施例6
(一)配方
(一)配方
辊棒熟料25份、高岭土11份、膨润土11份、绿泥石25份、氧化铝粉13份、蓝晶石15份；1.3份木质素磺酸钙溶液。
(二)制备方法
(1)按照配方将原料在高速搅拌机中混合；
(2)在混合料中加入35份水，并加入球磨机，球磨后进行过筛除铁处理得到浆料；
(3)压滤所述浆料，得到含水率为17％的泥饼；
(4)在泥饼中加入1.3份木质磺酸钙溶液，并进行两次以上练泥，练泥后陈腐48h；
(5)将所述泥料通过真空螺旋挤出机挤出，得到坯管；
(6)将所述坯管在140℃下干燥16h，干燥后坯管水分为0.3％；
(7)将所述干燥后的坯管进行高温烧结，得到陶瓷辊棒产品；其烧成温度为1360℃，烧成周期为32h。
将实施例1-6所得的陶瓷辊棒做检测，结果如下：
Figure BDA0001781242810000131
Figure BDA0001781242810000141
综上，本发明中的陶瓷辊棒，其耐急冷急热性(1100℃-室温)≥30次不裂，常温弯曲强度≥55MPa，高温弯曲强度(1100℃)≥45MPa，热膨胀系数为3.0-3.5×10-6/℃(1000℃)。该辊棒具有热膨胀系数低、强度高、抗弯能力强，有效解决了辊棒在辊道窑急冷段由于温度梯度大引起的变形问题。
以上所述仅为本发明的较佳实例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做作的任何修改，等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高强度堇青石-莫来石陶瓷辊棒，其特征在于，按照重量份数计包括：陶瓷辊棒废料20-25份；绿泥石20-25份、高岭土10-15份、膨润土10-15份、氧化铝17-20份、蓝晶石10-15份、粘结剂0.5-3.0份；
所述陶瓷辊棒废料、绿泥石、高岭土、膨润土、氧化铝、蓝晶石的重量份总和为100份；所述膨润土结合强度≥5MPa；所述绿泥石可塑性指数≥8；所述蓝晶石粒度为325目筛余≤8%；
其中，所述高岭土的主要成分为：SiO2含量≤48%、Al2O3含量≥37%、TiO2和 Fe2O3的总含量≤1.2%、K2O和Na2O的总含量≤1.5%；陶瓷辊棒废料为刚玉-莫来石质陶瓷辊棒熟料；绿泥石中MgO含量≥30%；氧化铝中Al2O3含量≥99.3%；所述刚玉-莫来石质陶瓷辊棒熟料的粒度为80-120目；
所述辊棒从室温到1100℃的耐急冷急热性≥30次不裂，常温弯曲强度≥55MPa，在1100℃下的高温弯曲强度≥45MPa，在1000℃下的热膨胀系数为3.0-3.5×10-6/℃。
2.如权利要求1所述的高强度堇青石-莫来石陶瓷辊棒，其特征在于，所述粘结剂为纤维素醚类、树脂、木质素磺酸钙溶液中的一种或组合，其加入重量份为0.5-3.0份。
3.如权利要求2所述的高强度堇青石-莫来石陶瓷辊棒，其特征在于，所述粘结剂为羧甲基纤维素，其Na2O含量＜10%；其加入重量份为2.4-3.0份；所述树脂为热固性酚醛树脂，其加入份数为0.5-1.5份；所述木质素磺酸钙溶液中木质素磺酸钙与水的质量比为2:3；其加入份数为0.5-1.5份。
4.一种制备权利要求1-3任一项所述的高强度堇青石-莫来石陶瓷辊棒的方法，其特征在于，包括：
（1）将各种原料按照配方进行配料混合得到混合料；
（2）在所述混合料中加入水，进行球磨，得到浆料，将浆料进行喷雾干燥得到坯料；
（3）在所述坯料中加入粘结剂和水，进行两次以上造粒得到泥料；
（4）将所述泥料在塑性挤出机挤出得到设有内支撑的陶瓷辊棒坯管；
（5）将所述坯管进行干燥，干燥后水分控制在1.2%-2.3%；
（6）将所述经过干燥处理的坯管在140-180MPa的压力下进行冷等静压处理；
（7）将所述经过干燥的设有内支撑的陶瓷辊棒坯管去掉所述内支撑后进入窑炉进行高温烧结，得到陶瓷辊棒产品；
其中，所述配方按照重量份计包括：陶瓷辊棒废料20-25份；绿泥石20-25份、高岭土10-15份、膨润土10-15份、氧化铝17-20份、蓝晶石10-15份；
所述陶瓷辊棒废料、绿泥石、高岭土、膨润土、氧化铝、蓝晶石的重量份总和为100份；
所述粘结剂重量份为0.5-3.0份；
其中，所述高岭土的主要成分为：SiO2含量≤48%、Al2O3含量≥37%、TiO2和 Fe2O3的总含量≤1.2%、K2O和Na2O的总含量≤1.5%；陶瓷辊棒废料为刚玉-莫来石质陶瓷辊棒熟料；绿泥石中MgO含量≥30%；氧化铝中Al2O3含量≥99.3%；所述膨润土结合强度≥5MPa；所述绿泥石可塑性指数≥8；所述刚玉-莫来石质陶瓷辊棒熟料粒度为80-120目；所述蓝晶石粒度为325目筛余≤8%；
所述辊棒从室温到1100℃的耐急冷急热性≥30次不裂，常温弯曲强度≥55MPa，在1100℃下的高温弯曲强度≥45MPa，在1000℃下的热膨胀系数为3.0-3.5×10-6/℃。
5.一种制备权利要求1-3任一项所述的高强度堇青石-莫来石陶瓷辊棒的方法，其特征在于，包括：
（1）将各种原料按照配方进行配料混合得到混合料；
（2）在所述混合料中加入水，进行球磨，得到浆料；
（3）将所述浆料通过压滤得到泥饼；
（4）在所述泥饼中加入粘结剂，并进行两次以上的真空练泥，得到泥料；
（5）将所述泥料通过真空螺旋挤出机挤出，得到坯管；
（6）将所述坯管进行干燥，干燥后坯管水分控制在≤1%；
（7）将所述干燥后的坯管进行高温烧结，得到陶瓷辊棒产品；
其中，所述配方按照重量份计包括：陶瓷辊棒废料20-25份；绿泥石20-25份、高岭土10-15份、膨润土10-15份、氧化铝17-20份、蓝晶石10-15份；
所述陶瓷辊棒废料、绿泥石、高岭土、膨润土、氧化铝、蓝晶石的重量份总和为100份；
所述粘结剂重量份为0.5-3.0份；
其中，所述高岭土的主要成分为：SiO2含量≤48%、Al2O3含量≥37%、TiO2和 Fe2O3的总含量≤1.2%、K2O和Na2O的总含量≤1.5%；陶瓷辊棒废料为刚玉-莫来石质陶瓷辊棒熟料；绿泥石中MgO含量≥30%；氧化铝中Al2O3含量≥99.3%；所述膨润土结合强度≥5MPa；所述绿泥石可塑性指数≥8；所述刚玉-莫来石质陶瓷辊棒熟料粒度为80-120目；所述蓝晶石粒度为325目筛余≤8%；
所述辊棒从室温到1100℃的耐急冷急热性≥30次不裂，常温弯曲强度≥55MPa，在1100℃下的高温弯曲强度≥45MPa，在1000℃下的热膨胀系数为3.0-3.5×10-6/℃。
6.如权利要求4所述的制备高强度堇青石-莫来石陶瓷辊棒的方法，其特征在于，步骤（5）中，干燥温度为80-120℃；干燥时间为35-40h。
7.如权利要求5所述的制备高强度堇青石-莫来石陶瓷辊棒的方法，其特征在于，步骤（6）中，干燥温度为80-150℃；干燥时间为12-18h。
8.如权利要求4或5所述的制备高强度堇青石-莫来石陶瓷辊棒的方法，其特征在于，步骤（7）中，烧结温度为1360-1400℃；烧结周期为28-32h。
9.如权利要求7所述的制备高强度堇青石-莫来石陶瓷棍棒的方法，其特征在于，步骤（7）中，高温烧结工艺为：先以80-100℃/h的速度由室温升温至1000-1100℃，保温0.5-1h，再以30-50℃/h的速度升温到1360-1400℃，保温1-7h，最后以200-500℃/h的速度降温至室温。
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