一种低成本抗弯陶瓷辊棒及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及陶瓷辊棒的加工制作技术领域，特别涉及一种低成本抗弯陶瓷辊棒及 其制备方法。
【背景技术】
[0002] 辊道窑被广泛应用于建筑、日用以及卫生陶瓷制品的生产，陶瓷辊棒作为构成辊 道窑、滚动窑床的关键部件，起着承烧传送陶瓷制品、完成烧结过程的作用，直接影响陶瓷 行业的发展。
[0003] 目前刚玉-莫来石质陶瓷辊棒应用最为广泛，但是实际生产过程中，往往产生大量 的刚玉-莫来石质辊棒废料，国内对废料的二次利用率很低，因此辊棒废料一般被视为不可 降解的工业固体废弃污染物，同时也是对矿物资源的浪费。被广泛使用的刚玉-莫来石质陶 瓷辊棒主要以氧化铝和刚玉为原料制备而成，在辊道窑的预热带和急冷带区域，由于冷热 风的交汇，在陶瓷辊棒上下产生巨大的温差，往往导致陶瓷辊棒因热应力产生弯曲变形、甚 至断裂现象。弯曲的陶瓷辊棒会导致窑内产品的行进路线发生改变，产品可能会互相挤压 或发生碰撞，从而严重影响了烧成产品的质量和产量。
[0004] 自19世纪堇青石被发现以来，经过一百多年的发展，堇青石材料已成为人们广为 利用的氧化物陶瓷。它具有不易变形、体积稳定性好、化学稳定性好、热膨胀系数小、抗热震 性能强、来源广泛等一系列优点;也存在韧性较低、高温强度差、荷重软化点低、合成温度范 围窄等不足。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题在于，提供一种低成本抗弯陶瓷辊棒，对陶瓷辊棒废 料进行再次利用，并且解决了刚玉-莫来石质陶瓷辊棒在急冷带或温差较大区域容易产生 弯曲变形的问题，改善瓷砖在辊道窑中的走砖情况。
[0006] 本发明所要解决的技术问题还在于，提供一种制备上述低成本抗弯陶瓷辊棒的方 法。
[0007] 为达到上述技术效果，本发明提供了一种低成本抗弯陶瓷辊棒，包括骨料、基质料 和树脂，其中，所述骨料以重量份计的主要原料配方为:陶瓷辊棒废料30~60份； 所述基质料以重量份计的主要原料配方为： 堇青石15~40份 氧化铝2~15份 氧化钇0.1~8份 粘土 15~35份； 所述树脂选用水溶性树脂，其重量份为0.1~2份； 所述堇青石、陶瓷辊棒废料、氧化铝、氧化钇、粘土的重量份总和为100份。
[0008] 作为上述方案的改进，所述陶瓷辊棒废料包括:粒度为50-70目的陶瓷辊棒废料10 ~15份、粒度为70-90目的陶瓷辊棒废料15~30份、粒度为90-120目的陶瓷辊棒废料5~15份。
[0009]作为上述方案的改进，所述陶瓷辊棒废料是刚玉-莫来石质陶瓷辊棒熟料； 所述粘土为苏州土、膨润土、紫木节土中的一种或多种； 所述水溶性树脂为环氧树脂、酚醛树脂中的一种或两种。
[0010]作为上述方案的改进，所述堇青石的粒度为250-380目； 所述氧化铝的粒度为D50=l~8微米； 所述氧化纪的粒度为D50=0.1~5微米； 所述粘土的粒度为D50=0.1~10微米。
[0011]作为上述方案的改进，所述陶瓷辊棒废料包括:粒度为60目的陶瓷辊棒废料10~15 份、粒度为80目的陶瓷辊棒废料20~30份、粒度为100目的陶瓷辊棒废料5~10份； 所述堇青石的粒度为320目； 所述氧化铝的粒度为D50=2.5~3.5微米； 所述氧化钇的粒度为D50=l. 0~2.0微米； 所述粘土的粒度为D50=0.4~4.5微米。
[0012]作为上述方案的改进，所述骨料与基质料的重量份配比为35-50:50-65。
[0013] 相应地，为达到上述技术效果，本发明还提供了一种低成本抗弯陶瓷辊棒的制备 方法，包括： (1) 将骨料和基质料按配方分别配料混合； (2) 在所述基质料、骨料中加入水，并进行球磨处理，得到浆料； (3) 将所述浆料通过压滤工艺制成泥饼； (4) 在所述泥饼中加入树脂，利用真空练泥机进行两次以上练泥，得到泥料； (5) 将所述泥料通过真空螺旋挤出机进行塑性挤出成型处理，得到坯管； (6) 将所述坯管进行干燥处理，干燥后坯管的水分控制在< 1%; (7) 将经干燥的坯管进行高温烧结，得陶瓷辊棒； 其中，所述骨料以重量份计的主要原料配方为:陶瓷辊棒废料30~60份； 所述基质料以重量份计的主要原料配方为： 堇青石15~40份 氧化铝2~15份 氧化钇0.1~8份 粘土 15~35份； 所述树脂选用水溶性树脂，其重量份为0.1~2份； 所述堇青石、陶瓷辊棒废料、氧化铝、氧化钇、粘土的重量份总和为100份。
[0014] 作为上述方案的改进，步骤(2)包括： 将所述基质料与28~35份水在球磨机中球磨1.5~3小时； 将所述骨料投入经球磨的基质料中，球磨〇. 5~1.0小时，得到浆料； 将浆料进行过筛、除铁处理。
[0015] 作为上述方案的改进，步骤(7)中，高温烧结的机制为：先以25~80 °C/小时的速 度由室温升至1530~1580°C，保温5~8小时，然后以100~300 °C/小时的速度降温至室温。
[0016] 作为上述方案的改进，所述泥饼的水分控制在15~17 %; 所述泥料的水份控制在12~14%，陈腐36~52小时； 所述坯管在温度50~80°C下干燥10~30小时，干燥后坯管的水分控制在< 0.8 %; 所述真空螺旋挤出机的螺距不断减小。
[0017] 实施本发明具有如下有益效果： 本发明提供了一种低成本抗弯陶瓷辊棒，选用刚玉-莫来石陶瓷辊棒废料作为主要原 料，通过加入堇青石对陶瓷辊棒废料进行再次利用，并且解决了刚玉-莫来石质陶瓷辊棒在 急冷带或温差较大区域容易产生弯曲变形的问题，改善瓷砖在辊道窑中的走砖情况，具体 如下： 1、 优化配方及工艺，实现陶瓷辊棒废料再利用，不仅降低了生产成本，而且大幅减少了 工业固体废弃物的排放量，减轻了环境负荷； 2、 通过加入堇青石等低膨胀矿物材料，并对堇青石、陶瓷辊棒废料、氧化铝、氧化钇、粘 土等材料进行配方体系设计，确定一种热膨胀系数较低的失配体系； 3、 在材料体系上进行改良，引入少量的氧化铝等以弥补堇青石强度不够的问题;加入 粘土，粘土除了作为烧结助剂外，又作为成型助剂，以提高泥料的塑性挤出成型能力；加入 水溶性树脂，提高泥料的可塑性和干燥强度； 4、 采用真空螺旋挤出成型工艺，在精选矿物原料基础上利用不断减小的螺距，提高泥 料及坯体的致密度； 5、 通过控制窑炉的温度均匀性来改善产品的直线度以及提高产品合格率。
[0018] 综上，本发明陶瓷辊棒成品，其耐急冷急热性（1100°〇室温）2六次不裂，常温弯 曲强度 2 40 MPa，高温弯曲强度（1100°C) 2 35 MPa，热膨胀系数（1000°C) < 4 · 8 X 10-6/°C， 具有较高的常温强度和高温强度、抗热震性能好，抗弯性能优异，有效解决了辊棒在辊道窑 中由于温度梯度较大时引起的弯曲变形的问题。
【附图说明】
[0019] 图1是本发明一种低成本抗弯陶瓷辊棒的制备方法的流程图。
【具体实施方式】
[0020] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一 步地详细描述。
[0021] 本发明提供了一种低成本抗弯陶瓷辊棒，包括骨料、基质料和树脂，其中，所述骨 料以重量份计的主要原料配方为:陶瓷辊棒废料30~60份； 所述基质料以重量份计的主要原料配方为： 堇青石15~40份 氧化铝2~15份 氧化钇0.1~8份 粘土 15~35份； 上述堇青石、陶瓷辊棒废料、氧化铝、氧化钇、粘土的重量份总和为100份，以此为基准， 外加： 水溶性树脂，其重量份为0.1~2份。
[0022] 优选的，所述骨料与基质料的重量份配比为35-50:50-65。
[0023] 作为本发明陶瓷辊棒配方更佳的实施方式，其以重量份计的主要原料配方为： 陶瓷辊棒废料35~54份 堇青石20