電瓷生產(chǎn)中瓷砂的生產(chǎn)工藝及回收利用

侯慶華+高國玲

摘 要：本文研究了在高壓瓷絕緣子生產(chǎn)中瓷砂對瓷體強度的影響，瓷砂生產(chǎn)工藝的改進，以及瓷砂的回收利用。為瓷絕緣子生產(chǎn)行業(yè)的制砂工藝提供了一種新的思路，對于簡化生產(chǎn)工藝流程及降低成本，提高瓷砂的利用率，具有較強的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：絕緣子；瓷砂；回收

1 前言

在電瓷生產(chǎn)過程中，由于瓷絕緣子要與金屬法蘭通過水泥連接在一起，為增加瓷體和法蘭的連接強度，絕緣子的上下脖的膠裝部位要上一層瓷砂，瓷砂與坯體之間用膠粘劑粘接，經(jīng)高溫?zé)芍蟠缮芭c坯體牢固的結(jié)合在一起，燒好的瓷件經(jīng)切割研磨之后，通過水泥膠合劑與金屬法蘭膠裝成成品。瓷體從上砂到最后膠裝的示意圖如圖1、圖2、圖3所示。

2 瓷砂對瓷體強度的影響

2.1 瓷砂的膨脹系數(shù)對瓷體強度的影響

采用熱膨脹系數(shù)略小于瓷的熱膨脹系數(shù)的瓷砂，比同質(zhì)瓷砂（用生產(chǎn)電瓷的泥漿制作的瓷砂）的強度要高，即要求α砂<α瓷。若考慮上砂后需要噴壓砂釉，瓷與釉的熱膨脹系數(shù)的合理匹配會直接影響到釉對瓷的強度。燒成后，瓷砂是半埋入釉層后粘結(jié)在瓷件膠裝部位的表面，故進一步提出對瓷砂的熱膨脹性能的要求。即α釉≤α砂<α瓷。 表1為筆者公司瓷砂、壓砂釉、瓷坯熱膨脹系數(shù)情況。瓷砂的膨脹系數(shù)對強度的影響如表2所示。

2.2 瓷砂的吸水率對瓷體強度的影響

瓷砂吸水率過高，瓷體燒成后瓷砂收縮過大，容易產(chǎn)生爆砂；瓷砂吸水率過低，與坯體之間的粘接不牢固，上砂后容易造成瓷砂脫落，如：膠裝部位缺砂嚴重，會導(dǎo)致膠裝后產(chǎn)品的強度降低。經(jīng)反復(fù)實驗，當(dāng)吸水率在3%～8%之間時，瓷砂與坯體和瓷體結(jié)合的最為牢固。瓷砂吸水率對產(chǎn)品強度的影響如表3所示。

2.3 瓷砂的粒度大小對瓷體強度的影響

瓷砂的粒度大小為12～20目之間，上砂后要求堆砂高度小余3 mm，單個缺砂面積小于25 mm2，膠裝部位缺砂總面積小于100 mm2，瓷砂分布為30～50粒/cm2，如果缺砂面積過大或堆砂過高都會對產(chǎn)品的強度產(chǎn)生影響。

2.4 瓷砂的形狀對瓷體強度的影響

長方體或圓柱體瓷砂，因與瓷坯接觸面積大，容易粘接，目前被國內(nèi)大多數(shù)電瓷生產(chǎn)廠家采用。只有少數(shù)出口產(chǎn)品因特殊要求使用球形瓷砂。使用球形瓷砂的產(chǎn)品強度略小于使用圓柱型或長方體瓷砂的產(chǎn)品。

3 瓷砂制作工藝的研究

由于瓷砂對瓷體強度的影響很大，如何制備出性能更好、更經(jīng)濟的瓷砂是本文研究的重點。本文從瓷砂的制備工藝方面進行分析，以期打破傳統(tǒng)工藝而制得高強度的產(chǎn)品。傳統(tǒng)瓷砂工藝流程示意圖如圖4所示，新型瓷砂工藝流程示意圖如圖5所示。

由圖4與圖5對比可知，兩者在工藝上所存在的差異如下：

（1） 傳統(tǒng)上生產(chǎn)的瓷砂為特定的配方，將各種原料裝入球磨機研磨至要求的細度后才能放磨，浪費了大量的人力、物力。而現(xiàn)用制作方法為生產(chǎn)中的泥漿加入325目全通過的高鋁礬土在泥漿池中攪拌均勻即可使用。

（2） 傳統(tǒng)瓷砂的燒成在特定的小煤氣窯中完成，燒成溫度為1050 ℃，燒成時間為36 h，既浪費人力又浪費能源。而現(xiàn)用瓷砂在大生產(chǎn)用的窯爐中燒成，不占用窯爐自身的有效空間，燃氣的使用量可以忽略不計。

（3） 傳統(tǒng)的瓷砂上砂之后落地的瓷砂因吸水率較高，清洗時容易破碎，無法回收。而現(xiàn)用瓷砂上砂后落地的瓷砂回收率達到80%，而且能夠重復(fù)使用，并且不影響產(chǎn)品的性能。

（4） 兩種工藝生產(chǎn)的瓷砂產(chǎn)品的強度也有很大的區(qū)別，其詳情如表4所示。

由表4可知，使用新工藝生產(chǎn)的瓷砂膠裝后產(chǎn)品的強度大于原來瓷砂膠裝產(chǎn)品的強度。

4 落地瓷砂的回收

使用老工藝制得的瓷砂的吸水率為7.45%，筆者公司曾嘗試回收使用，因瓷砂強度不夠，在回收的過程中要對落地的瓷砂進行清洗除臟，瓷砂很容易破碎，回收率很低，一直未能成功。采用新工藝制得的瓷砂，吸水率為3.15%，瓷砂比較堅硬致密，容易清洗和干燥，在回收的過程中基本上沒有破碎現(xiàn)象，故很容易進行回收再利用，大大降低了生產(chǎn)成本。落地砂回收工藝流程示意圖如圖6所示。

5 結(jié)語

瓷砂對高壓電瓷產(chǎn)品的強度有著非重要的作用，使用新工藝制作的瓷砂，簡化了生產(chǎn)工藝流程，節(jié)約了大量的人力、物力，提高了產(chǎn)品的性能。新工藝制得的瓷砂可以回收重復(fù)利用，使生產(chǎn)效率大幅提高，生產(chǎn)成本大幅降低。目前新工藝的瓷砂已經(jīng)正式使用，并取得了良好的效果。

摘 要：本文研究了在高壓瓷絕緣子生產(chǎn)中瓷砂對瓷體強度的影響，瓷砂生產(chǎn)工藝的改進，以及瓷砂的回收利用。為瓷絕緣子生產(chǎn)行業(yè)的制砂工藝提供了一種新的思路，對于簡化生產(chǎn)工藝流程及降低成本，提高瓷砂的利用率，具有較強的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：絕緣子；瓷砂；回收

1 前言

在電瓷生產(chǎn)過程中，由于瓷絕緣子要與金屬法蘭通過水泥連接在一起，為增加瓷體和法蘭的連接強度，絕緣子的上下脖的膠裝部位要上一層瓷砂，瓷砂與坯體之間用膠粘劑粘接，經(jīng)高溫?zé)芍蟠缮芭c坯體牢固的結(jié)合在一起，燒好的瓷件經(jīng)切割研磨之后，通過水泥膠合劑與金屬法蘭膠裝成成品。瓷體從上砂到最后膠裝的示意圖如圖1、圖2、圖3所示。

2 瓷砂對瓷體強度的影響

2.1 瓷砂的膨脹系數(shù)對瓷體強度的影響

采用熱膨脹系數(shù)略小于瓷的熱膨脹系數(shù)的瓷砂，比同質(zhì)瓷砂（用生產(chǎn)電瓷的泥漿制作的瓷砂）的強度要高，即要求α砂<α瓷。若考慮上砂后需要噴壓砂釉，瓷與釉的熱膨脹系數(shù)的合理匹配會直接影響到釉對瓷的強度。燒成后，瓷砂是半埋入釉層后粘結(jié)在瓷件膠裝部位的表面，故進一步提出對瓷砂的熱膨脹性能的要求。即α釉≤α砂<α瓷。 表1為筆者公司瓷砂、壓砂釉、瓷坯熱膨脹系數(shù)情況。瓷砂的膨脹系數(shù)對強度的影響如表2所示。

2.2 瓷砂的吸水率對瓷體強度的影響

瓷砂吸水率過高，瓷體燒成后瓷砂收縮過大，容易產(chǎn)生爆砂；瓷砂吸水率過低，與坯體之間的粘接不牢固，上砂后容易造成瓷砂脫落，如：膠裝部位缺砂嚴重，會導(dǎo)致膠裝后產(chǎn)品的強度降低。經(jīng)反復(fù)實驗，當(dāng)吸水率在3%～8%之間時，瓷砂與坯體和瓷體結(jié)合的最為牢固。瓷砂吸水率對產(chǎn)品強度的影響如表3所示。

2.3 瓷砂的粒度大小對瓷體強度的影響

瓷砂的粒度大小為12～20目之間，上砂后要求堆砂高度小余3 mm，單個缺砂面積小于25 mm2，膠裝部位缺砂總面積小于100 mm2，瓷砂分布為30～50粒/cm2，如果缺砂面積過大或堆砂過高都會對產(chǎn)品的強度產(chǎn)生影響。

2.4 瓷砂的形狀對瓷體強度的影響

長方體或圓柱體瓷砂，因與瓷坯接觸面積大，容易粘接，目前被國內(nèi)大多數(shù)電瓷生產(chǎn)廠家采用。只有少數(shù)出口產(chǎn)品因特殊要求使用球形瓷砂。使用球形瓷砂的產(chǎn)品強度略小于使用圓柱型或長方體瓷砂的產(chǎn)品。

3 瓷砂制作工藝的研究

由于瓷砂對瓷體強度的影響很大，如何制備出性能更好、更經(jīng)濟的瓷砂是本文研究的重點。本文從瓷砂的制備工藝方面進行分析，以期打破傳統(tǒng)工藝而制得高強度的產(chǎn)品。傳統(tǒng)瓷砂工藝流程示意圖如圖4所示，新型瓷砂工藝流程示意圖如圖5所示。

由圖4與圖5對比可知，兩者在工藝上所存在的差異如下：

（1） 傳統(tǒng)上生產(chǎn)的瓷砂為特定的配方，將各種原料裝入球磨機研磨至要求的細度后才能放磨，浪費了大量的人力、物力。而現(xiàn)用制作方法為生產(chǎn)中的泥漿加入325目全通過的高鋁礬土在泥漿池中攪拌均勻即可使用。

（2） 傳統(tǒng)瓷砂的燒成在特定的小煤氣窯中完成，燒成溫度為1050 ℃，燒成時間為36 h，既浪費人力又浪費能源。而現(xiàn)用瓷砂在大生產(chǎn)用的窯爐中燒成，不占用窯爐自身的有效空間，燃氣的使用量可以忽略不計。

（3） 傳統(tǒng)的瓷砂上砂之后落地的瓷砂因吸水率較高，清洗時容易破碎，無法回收。而現(xiàn)用瓷砂上砂后落地的瓷砂回收率達到80%，而且能夠重復(fù)使用，并且不影響產(chǎn)品的性能。

（4） 兩種工藝生產(chǎn)的瓷砂產(chǎn)品的強度也有很大的區(qū)別，其詳情如表4所示。

由表4可知，使用新工藝生產(chǎn)的瓷砂膠裝后產(chǎn)品的強度大于原來瓷砂膠裝產(chǎn)品的強度。

4 落地瓷砂的回收

使用老工藝制得的瓷砂的吸水率為7.45%，筆者公司曾嘗試回收使用，因瓷砂強度不夠，在回收的過程中要對落地的瓷砂進行清洗除臟，瓷砂很容易破碎，回收率很低，一直未能成功。采用新工藝制得的瓷砂，吸水率為3.15%，瓷砂比較堅硬致密，容易清洗和干燥，在回收的過程中基本上沒有破碎現(xiàn)象，故很容易進行回收再利用，大大降低了生產(chǎn)成本。落地砂回收工藝流程示意圖如圖6所示。

5 結(jié)語

瓷砂對高壓電瓷產(chǎn)品的強度有著非重要的作用，使用新工藝制作的瓷砂，簡化了生產(chǎn)工藝流程，節(jié)約了大量的人力、物力，提高了產(chǎn)品的性能。新工藝制得的瓷砂可以回收重復(fù)利用，使生產(chǎn)效率大幅提高，生產(chǎn)成本大幅降低。目前新工藝的瓷砂已經(jīng)正式使用，并取得了良好的效果。

摘 要：本文研究了在高壓瓷絕緣子生產(chǎn)中瓷砂對瓷體強度的影響，瓷砂生產(chǎn)工藝的改進，以及瓷砂的回收利用。為瓷絕緣子生產(chǎn)行業(yè)的制砂工藝提供了一種新的思路，對于簡化生產(chǎn)工藝流程及降低成本，提高瓷砂的利用率，具有較強的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：絕緣子；瓷砂；回收

1 前言

在電瓷生產(chǎn)過程中，由于瓷絕緣子要與金屬法蘭通過水泥連接在一起，為增加瓷體和法蘭的連接強度，絕緣子的上下脖的膠裝部位要上一層瓷砂，瓷砂與坯體之間用膠粘劑粘接，經(jīng)高溫?zé)芍蟠缮芭c坯體牢固的結(jié)合在一起，燒好的瓷件經(jīng)切割研磨之后，通過水泥膠合劑與金屬法蘭膠裝成成品。瓷體從上砂到最后膠裝的示意圖如圖1、圖2、圖3所示。

2 瓷砂對瓷體強度的影響

2.1 瓷砂的膨脹系數(shù)對瓷體強度的影響

采用熱膨脹系數(shù)略小于瓷的熱膨脹系數(shù)的瓷砂，比同質(zhì)瓷砂（用生產(chǎn)電瓷的泥漿制作的瓷砂）的強度要高，即要求α砂<α瓷。若考慮上砂后需要噴壓砂釉，瓷與釉的熱膨脹系數(shù)的合理匹配會直接影響到釉對瓷的強度。燒成后，瓷砂是半埋入釉層后粘結(jié)在瓷件膠裝部位的表面，故進一步提出對瓷砂的熱膨脹性能的要求。即α釉≤α砂<α瓷。 表1為筆者公司瓷砂、壓砂釉、瓷坯熱膨脹系數(shù)情況。瓷砂的膨脹系數(shù)對強度的影響如表2所示。

2.2 瓷砂的吸水率對瓷體強度的影響

瓷砂吸水率過高，瓷體燒成后瓷砂收縮過大，容易產(chǎn)生爆砂；瓷砂吸水率過低，與坯體之間的粘接不牢固，上砂后容易造成瓷砂脫落，如：膠裝部位缺砂嚴重，會導(dǎo)致膠裝后產(chǎn)品的強度降低。經(jīng)反復(fù)實驗，當(dāng)吸水率在3%～8%之間時，瓷砂與坯體和瓷體結(jié)合的最為牢固。瓷砂吸水率對產(chǎn)品強度的影響如表3所示。

2.3 瓷砂的粒度大小對瓷體強度的影響

瓷砂的粒度大小為12～20目之間，上砂后要求堆砂高度小余3 mm，單個缺砂面積小于25 mm2，膠裝部位缺砂總面積小于100 mm2，瓷砂分布為30～50粒/cm2，如果缺砂面積過大或堆砂過高都會對產(chǎn)品的強度產(chǎn)生影響。

2.4 瓷砂的形狀對瓷體強度的影響

長方體或圓柱體瓷砂，因與瓷坯接觸面積大，容易粘接，目前被國內(nèi)大多數(shù)電瓷生產(chǎn)廠家采用。只有少數(shù)出口產(chǎn)品因特殊要求使用球形瓷砂。使用球形瓷砂的產(chǎn)品強度略小于使用圓柱型或長方體瓷砂的產(chǎn)品。

3 瓷砂制作工藝的研究

由于瓷砂對瓷體強度的影響很大，如何制備出性能更好、更經(jīng)濟的瓷砂是本文研究的重點。本文從瓷砂的制備工藝方面進行分析，以期打破傳統(tǒng)工藝而制得高強度的產(chǎn)品。傳統(tǒng)瓷砂工藝流程示意圖如圖4所示，新型瓷砂工藝流程示意圖如圖5所示。

由圖4與圖5對比可知，兩者在工藝上所存在的差異如下：

（1） 傳統(tǒng)上生產(chǎn)的瓷砂為特定的配方，將各種原料裝入球磨機研磨至要求的細度后才能放磨，浪費了大量的人力、物力。而現(xiàn)用制作方法為生產(chǎn)中的泥漿加入325目全通過的高鋁礬土在泥漿池中攪拌均勻即可使用。

（2） 傳統(tǒng)瓷砂的燒成在特定的小煤氣窯中完成，燒成溫度為1050 ℃，燒成時間為36 h，既浪費人力又浪費能源。而現(xiàn)用瓷砂在大生產(chǎn)用的窯爐中燒成，不占用窯爐自身的有效空間，燃氣的使用量可以忽略不計。

（3） 傳統(tǒng)的瓷砂上砂之后落地的瓷砂因吸水率較高，清洗時容易破碎，無法回收。而現(xiàn)用瓷砂上砂后落地的瓷砂回收率達到80%，而且能夠重復(fù)使用，并且不影響產(chǎn)品的性能。

（4） 兩種工藝生產(chǎn)的瓷砂產(chǎn)品的強度也有很大的區(qū)別，其詳情如表4所示。

由表4可知，使用新工藝生產(chǎn)的瓷砂膠裝后產(chǎn)品的強度大于原來瓷砂膠裝產(chǎn)品的強度。

4 落地瓷砂的回收

使用老工藝制得的瓷砂的吸水率為7.45%，筆者公司曾嘗試回收使用，因瓷砂強度不夠，在回收的過程中要對落地的瓷砂進行清洗除臟，瓷砂很容易破碎，回收率很低，一直未能成功。采用新工藝制得的瓷砂，吸水率為3.15%，瓷砂比較堅硬致密，容易清洗和干燥，在回收的過程中基本上沒有破碎現(xiàn)象，故很容易進行回收再利用，大大降低了生產(chǎn)成本。落地砂回收工藝流程示意圖如圖6所示。

5 結(jié)語

瓷砂對高壓電瓷產(chǎn)品的強度有著非重要的作用，使用新工藝制作的瓷砂，簡化了生產(chǎn)工藝流程，節(jié)約了大量的人力、物力，提高了產(chǎn)品的性能。新工藝制得的瓷砂可以回收重復(fù)利用，使生產(chǎn)效率大幅提高，生產(chǎn)成本大幅降低。目前新工藝的瓷砂已經(jīng)正式使用，并取得了良好的效果。