一种等静压粘土石墨坩埚原料处理方法

文档序号:1874450阅读:736来源:国知局
专利名称:一种等静压粘土石墨坩埚原料处理方法
技术领域
本发明涉及粘土石墨樹祸加工领域,具体涉及一种等静压粘土石墨樹祸原料处理方法。
背景技术
粘土石墨坩埚是有色金属冶炼的工装设备,需具备较好的耐火特性,还具有较好的均匀导热、不污染冶炼金属的特性。粘土石墨坩埚具备这些特性,与原材料的选择有很大关系,工艺过程也是关键。粘土石墨坩埚制造工艺过程中最关键的是粘土的处理过程,粘土石墨坩埚成型和烧结得到所需的性能,都是通过粘土结合获得的。采用不同的工艺方法,坩埚鳞片石墨、骨 料的分散、粘土的分散都不相同,坩埚内部粉体或者颗粒的堆积方式也不同,坩埚材料的孔隙结构更不相同,这些都严重影响到坩埚的使用性能。常规的粘土石墨坩埚制造方法分为手工成型、旋塑成型和压力成型。除特殊制造夕卜,手工成型工艺基本淘汰;旋塑成型坩埚,采用湿法生产,材料中鳞片石墨分布好、鳞片石墨排列利于坩埚导热性能要求,但旋塑成型坩埚密度低、强度差、缺陷多,尤其是成型缺陷难以控制,质量不稳定,易造成冶炼事故;压力成型分为模压成型和等静压成型,模压成型也是针对特殊坩埚制造,一般不应用,等静压成型技术是粘土石墨坩埚生产优选的工艺,等静压成型技术可以得到密度高、强度高、质量均匀可靠的产品,密度高、质量均匀,将使得坩埚材料堆积紧密,获得较高的热导特性,质量均匀,将使得坩埚材料缺陷少,大大降低了冶炼事故的发生几率,因密度提高,坩埚材料的强度也提高,这样可以在满足使用的情况下减少坩埚原料,使坩埚更轻便,容易操作。因此,等静压成型技术的应用,使得等静压粘土石墨坩埚更获得用户青睐。等静压成型技术是采用干法成型的,也就是采用干性粉体成型,粘土石墨坩埚原料是属于粗颗粒物料,最大颗粒都是毫米级,干法成型体强度较差,不易操作,在专利88102686. 7中提出采用添加酚醛树脂的方法获得成型强度,但酚醛树脂后处理复杂。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种等静压粘土石墨坩埚原料处理方法,处理得到的等静压粘土石墨坩埚成型的原料符合等静压成型要求,同时发挥粘土的成型特性。为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是1)以重量份计,取鳞片石墨35-55份、骨料20-50份和粘土 15-25份,加水混合均匀,进行碾压,然后困料10-15天,重复碾压困料过程,再进行疏料;
2)将步骤I)所得的物料在100°C以下进行烘干,至物料中水的重量百分数在5-8%之间,最后打散得到等静压粘土石墨坩埚成型的原料。所述骨料为腊石、碳化硅或煅烧高岭石熟料中的一种或几种。所述鳞片石墨是为-100目以上规格石墨。
所述骨料粒度在4mm以下,碳化硅粒度在300目一100目。所述困料温度为15_25°C。所述疏料步骤采用低速粉碎机将物料打散。步骤2)中所述的烘干步骤水的重量百分数为5%。步骤2)中所述的烘干工序在地炕或网带窑中进行。步骤2)中所述打散过程采用犁刀式高速混合机,至物料无结团现象时完成打散工
序。 所述步骤I)中先将鳞片石墨、骨料和粘土混合30-45分钟得干物料,再加干物料重量20%的水混合30-45分钟,再将所得物料加到碾机上碾压,碾压过程中发现物料板结时加少量水继续碾压,碾压时间8-10小时,物料取出,困料10-15天,将物料再加到碾机上碾压,碾压过程中发现物料板结即加少量水继续碾压,碾压时间8-10小时,物料取出,困料
10-15 天。本发明能够带来以下有益效果
I)本发明中等静压成型物料中粘性物质只有粘土,没有高分子树脂,利用粘土自身的物性将鳞片石墨、瘠性骨料粘接成型,工艺控制简单,避免了坩埚后续烧成工序的工艺废品率。2)本发明利用旋塑成型工艺中部分物料处理方法,有利于传统坩埚生产工艺的升级换代。3)通过本发明提供的方法处理的物料,与传统的模压成型采用干法成型技术的物料相比,具备足够的湿强度,成型效果好,具有优异的烧结性能,保证了坩埚的强度和硬度。
具体实施例方式下面结合实施例来进一步说明本发明,但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。实施例1 :
一种等静压粘土石墨坩埚原料处理方法,具体包括以下步骤
1)以重量份计,取鳞片石墨550kg、粒径150微米碳化硅500kg和粘土250kg,粘土预先粉碎成-75微米粉末,干料混合40分钟,加水250kg混合均匀,湿混合40分钟,然后进行碾压,碾压8小时,然后于20±5°C困料15天,重复碾压和困料过程一次,在碾压过程中保持物料水份在20 ±5%,再采用低速粉碎机对物料进行疏料处理,打散物料;
2)将步骤I)所得的疏散物料在80°C的地炕上摊开烘烤,至物料中水的重量百分数为5%,将物料用高速犁刀混合机打散,直到颗粒之间无成团现象,得到等静压粘土石墨坩埚成型的原料。将步骤2)所得的物料装入等静压成型坩埚模具压制坩埚,湿坩埚密度达到1. 95g/cm3,抗折强度为 5. 4MPa。实施例2
一种等静压粘土石墨坩埚原料处理方法,具体包括以下步骤
I)以重量份计,取鳞片石墨550kg、粒径-4mm腊石500kg和粘土 200kg,粘土预先粉碎成-75微米粉末,干料混合30分钟,加水250kg,混合均匀,湿混合45分钟,然后进行碾压,碾压10小时,然后于20±5°C困料15天,重复碾压和困料过程一次,在碾压过程中保持物料水份在20 ±5%,再采用低速粉碎机对物料进行疏料处理,打散物料;
2)将步骤I)所得的物料在90°C地炕上摊开烘烤,至物料中水的重量百分数为8%,将物料用高速犁刀混合机打散,直到颗粒之间无成团现象,得到等静压粘土石墨坩埚成型的原料。将步骤2)所得的物料装入等静压成型坩埚模具压制坩埚,湿坩埚密度达到1.90g/cm3,抗折强度为 3. 5MPa。实施例3
O以重量份计,取鳞片石墨500kg、粒径-2mm煅 烧高岭石300kg、粒径150微米碳化硅200kg和粘土 230kg,粘土预先粉碎成-75微米粉末,干料混合45分钟,加水250kg混合均匀,湿混合35分钟,然后进行碾压,碾压10小时,然后于20±5°C困料15天,重复碾压和困料过程一次,在碾压过程中保持物料水份在20±5%,再采用低速粉碎机对物料进行疏料处理,打散物料;
2)将步骤I)所得的物料在80°C地炕上摊开烘烤,至物料中水的重量百分数为7%,将物料用高速犁刀混合机打散,直到颗粒之间无成团现象,得到等静压粘土石墨坩埚成型的原料。将步骤2)所得的物料装入等静压成型坩埚模具压制坩埚,湿坩埚密度达到1.93g/cm3,抗折强度为 4. 5MPa。以上实施例中,所用鳞片石墨是粒径-100目含碳量90%石墨;步骤2)中所述的打散过程采用犁刀式高速混合机,至物料无结团现象时完成打散工序,在打散物料的过程中尽量不破坏物料原始粒度。
权利要求
1.一种等静压粘土石墨坩埚原料处理方法,其特征在于包括以下步骤1)以重量份计,取鳞片石墨35-55份、骨料20-50份和粘土15-25份,加水混合均匀,进行碾压,然后困料10-15天,重复碾压困料过程,再进行疏料;2)将步骤I)所得的物料在100°C以下进行烘干,至物料中水的重量百分数在5-8%之间,最后打散得到等静压粘土石墨坩埚成型的原料。
2.根据权利要求1所述的一种等静压粘土石墨坩埚原料处理方法,其特征在于所述骨料为腊石、碳化硅或煅烧高岭石熟料中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种等静压粘土石墨坩埚原料处理方法,其特征在于所述鳞片石墨是-100目以上规格石墨。
4.根据权利要求1所述的一种等静压粘土石墨坩埚原料处理方法,其特征在于所述骨料粒度在4mm以下,碳化硅粒度在300目—100目。
5.根据权利要求1所述的一种等静压粘土石墨坩埚原料处理方法,其特征在于所述困料温度为15-25°C。
6.根据权利要求1所述的一种等静压粘土石墨坩埚原料处理方法,其特征在于所述疏料步骤采用低速粉碎机将物料打散。
7.根据权利要求1所述的等静压粘土石墨坩埚原料处理方法,其特征在于步骤2)中所述的烘干步骤水的重量百分数为5%。
8.根据权利要求1-7之一所述的等静压粘土石墨坩埚原料处理方法,其特征在于步骤2)中所述的烘干工序在地炕或网带窑中进行。
9.根据权利要求1-7之一所述的等静压粘土石墨坩埚原料处理方法,其特征在于步骤2)中所述打散过程采用犁刀式高速混合机,至物料无结团现象时完成打散工序。
10.根据权利要求1-7之一所述的等静压粘土石墨坩埚原料处理方法,其特征在于所述步骤I)中先将鳞片石墨、骨料和粘土混合30-45分钟得干物料,再加干物料重量20%的水混合30-45分钟,再将所得物料加到碾机上碾压,碾压过程中发现物料板结时加少量水继续碾压,碾压时间8-10小时,物料取出,困料10-15天,将物料再加到碾机上碾压,碾压过程中发现物料板结即加少量水继续碾压,碾压时间8-10小时,物料取出,困料10-15天。
全文摘要
一种等静压粘土石墨坩埚原料处理方法,包括以下步骤1)以重量份计,取鳞片石墨35-55份、骨料20-50份和粘土15-25份,加水混合均匀,进行碾压,困料10-15天,然后重复碾压困料过程,再进行疏料;2)将步骤1)所得的物料在100℃以下进行烘干,至物料中水的重量百分数在5-8%之间,最后打散得到等静压粘土石墨坩埚成型的原料。通过本发明的方法制作的原料,具备足够的湿强度,具有一定的可塑性,成型效果好,具有优异的烧结性能,保证了坩埚的强度和硬度。
文档编号C04B35/66GK103011854SQ20121050240
公开日2013年4月3日 申请日期2012年11月30日 优先权日2012年11月30日
发明者傅云峰, 杨帆, 周琰 申请人:中科恒达石墨股份有限公司
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