本发明涉及石英陶瓷的技术领域，尤其是涉及一种钢化玻璃加热炉用石英陶瓷空心辊棒的制备方法。
背景技术：
公知的，石英陶瓷辊棒主要用于玻璃钢化处理窑炉的玻璃高温传输机构，使用石英陶瓷辊棒的主要优点是：1、导热系数低，热损失小，炉温的均匀性较高；2、硬度与玻璃接近，不会划伤玻璃； 3、材质轻，刚性好，能保证玻璃的平整度。因此，石英陶瓷辊棒在钢化玻璃窑炉中得到广泛使用。然而，目前使用的石英陶瓷辊棒都是实心辊棒。尽管实心辊棒能够满足玻璃钢化炉的使用条件，但也存在许多不足之处，比如实心辊棒的重量过重，安装和更换作业都不很方便。特别是实心辊棒的热传导比空心棍棒大，造成一定的热量损失，也对炉温的均匀度有一定影响。此外，制作石英陶瓷辊棒都采用石膏模注浆成型工艺，仅注浆时间需要30多小时，成型效率非常低，且外形尺寸不很精确，表面有细粉层，内部解构不很均匀；石膏模具的使用寿命只有15~20多次，制作石膏模需要消耗大量的人力和石膏原料。
技术实现要素：
为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种钢化玻璃加热炉用石英陶瓷空心辊棒的制备方法，通过采用凝胶注模成型工艺，实现了成型时间短，外形尺寸精确一致，表面光滑，内部解构均匀的目的，使制备出的石英陶瓷空心辊棒相比石英陶瓷辊棒重量减小20～30%，不仅节省能源而且能够保证炉温更加均匀。
为了实现所述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种钢化玻璃加热炉用石英陶瓷空心辊棒的制备方法，采用凝胶注模制备方法，所述方法具体包括以下步骤：
a、选取原料:
所述原料采用化学纯度SiO2≥99%的熔融石英，所述熔融石英按颗粒与级配的质量百分比计为：
粒度为：1～0.5mm — 40～50%
粒度为：0.3～0.1mm — 20～30%
粒度为：＜0.01mm — 20～30%
b、磨料：将1～0.5mm粒度的颗粒料加纯净水和减水剂一同放入球磨机湿磨20～40小时后出料；
c、胶体料浆的配制：将湿磨后的料浆、有机胶体、催化剂、表面活性剂连同粒度为0.3～0.1mm和＜0.01mm的熔融石英一起放入搅拌机中搅拌均匀，制成胶体料浆；
d、成型：对配制好的胶体料浆进行真空处理，再将真空处理后的胶体料浆注入含有芯杆的金属模具中，并对金属模具进行热水浸泡或热水喷淋，使模具中的料浆受热凝固，最后将凝固后的坯体从金属模具中脱出；
e、干燥：将成型后的坯体在常温环境下晾干48～72小时，再装进干燥炉中烘干，烘干温度为80～120℃；
f、烧成：将干燥后的胚体进行烧制，烧成条件为1150～1250℃，保温3～6小时，即获取石英陶瓷空心辊棒。
所述的钢化玻璃加热炉用石英陶瓷空心辊棒的制备方法，磨料步骤中加水量为颗粒料重量的18～25%。
所述的钢化玻璃加热炉用石英陶瓷空心辊棒的制备方法，所述的减水剂为有机酸，所述有机酸包括草酸、乳酸、柠檬酸中的任一种或任两种的组合，减水剂的加入量为颗粒料重量的0.5～1%。
所述的钢化玻璃加热炉用石英陶瓷空心辊棒的制备方法，所述的有机胶体为水基甲基丙烯酰胺和亚甲基双丙烯酰胺复合胶体。
所述的钢化玻璃加热炉用石英陶瓷空心辊棒的制备方法，所述的催化剂为四甲基乙二胺、过硫酸铵、过硫酸钾、双氧水中的任意一种或任意两种的组合。
所述的钢化玻璃加热炉用石英陶瓷空心辊棒的制备方法，所述的表面活性剂为水溶性醇类液体，如乙醇、乙二醇、异丙醇的一种。
所述的钢化玻璃加热炉用石英陶瓷空心辊棒的制备方法，成型步骤中热水的温度为：80~90℃。
由于采用了上述技术方案，本发明具有如下有益效果：
本发明采用凝胶注模制备出的石英陶瓷空心辊棒，相比石英陶瓷辊棒重量减小20～25%，节省原料且安装及更换操作更加方便；由于断面面积减小，热传导率进一步减小，不仅节省能源而且能够保证炉温更加均匀；凝胶注模成型技术具有以下优点：（1）空心棍棒内部组织结构均匀；（2）节省人力和资源，采用金属模具，可以长期使用；（3）成型时间约1小时左右，成型效率高，凝胶注模成型的成型效率是石膏模注浆的25~30倍。
【具体实施方式】
通过下面的实施例可以详细的解释本发明，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切技术改进。
本发明所述的钢化玻璃加热炉用石英陶瓷空心辊棒的制备方法，采用凝胶注模制备方法，所述方法具体包括以下步骤：
a、选取原料:
所述原料采用化学纯度SiO2≥99%的熔融石英，所述熔融石英按颗粒与级配的质量百分比计为：
粒度为：1～0.5mm — 40～50%
粒度为：0.3～0.1mm — 20～30%
粒度为：＜0.01mm — 20～30%
b、磨料：将1～0.5mm粒度的颗粒料加纯净水和减水剂一同放入球磨机湿磨20～40小时后出料；磨料步骤中加水量为颗粒料重量的18～25%；所述的减水剂为有机酸，所述有机酸包括草酸、乳酸、柠檬酸中的任一种或任两种的组合，减水剂的加入量为颗粒料重量的0.5～1%；
c、胶体料浆的配制：将湿磨后的料浆、有机胶体、催化剂、表面活性剂连同粒度为0.3～0.1mm和＜0.01mm的熔融石英一起放入搅拌机中搅拌均匀，制成胶体料浆；所述的有机胶体为水基甲基丙烯酰胺和亚甲基双丙烯酰胺复合胶体；所述的催化剂为四甲基乙二胺、过硫酸铵、过硫酸钾、双氧水中的任意一种或任意两种的组合；所述的表面活性剂为水溶性醇类液体，如乙醇、乙二醇、异丙醇的一种；
d、成型：对配制好的胶体料浆进行真空处理，再将真空处理后的胶体料浆注入含有芯杆的金属模具中，并对金属模具进行热水浸泡或热水喷淋，使模具中的料浆受热凝固，最后将凝固后的坯体从金属模具中脱出；热水的温度为：80~90℃；
e、干燥：将成型后的坯体在常温环境下晾干48～72小时，再装进干燥炉中烘干，烘干温度为80～120℃；
f、烧成：将干燥后的胚体进行烧制，烧成条件为1150～1250℃，保温3～6小时，即获取石英陶瓷空心辊棒。
实施例1
一种钢化玻璃加热炉用石英陶瓷空心辊棒的制备方法，所采用的凝胶注模制备方法具体包括以下步骤：
a）原料及颗粒级配
所述原料采用化学纯度SiO2≥99%的熔融石英，所述熔融石英按颗粒与级配的质量百分比计为：
1～0.5mm — 40%
0.3～0.1mm — 30%
＜0.01mm — 30%
b）磨料：将1～0.5mm颗粒料加纯净水、减水剂一同放入球磨机湿磨20小时后出料，加水量为颗粒料重量的18%，减水剂的加入量为颗粒料重量的0.5%。减水剂为草酸与乳酸的混合物。
c）胶体料浆的配制：将湿磨后的料浆、有机胶体、催化剂、表面活性剂连同0.3～0.1mm和＜0.01mm熔融石英一起放入搅拌机中搅拌均匀，制成胶体料浆。所述的有机胶体为水基甲基丙烯酰胺和亚甲基双丙烯酰胺复合胶体，所述的催化剂为四甲基乙二胺与过硫酸铵的混合物，所述的表面活性剂为乙醇。
d）成型：对配制好的胶体料浆进行真空处理，再将胶体料浆注入含有芯杆金属模具中并对金属模具的进行热水浸泡或热水喷淋（热水温度为80~90℃），使模具中的胶体料浆受热凝固，最后将凝固后的坯体从模具中脱出。
e）干燥：先将成型后的坯体在常温环境下晾干48小时，再装进干燥炉中烘干，烘干温度为120℃。
f）烧成：将干燥后的胚体进行烧制，烧成条件为1150℃，保温6小时。
实施例2
一种钢化玻璃加热炉用石英陶瓷空心辊棒的制备方法，所采用的凝胶注模制备方法具体包括以下步骤：
a）原料及颗粒级配
所述原料采用化学纯度SiO2≥99%的熔融石英，所述熔融石英按颗粒与级配的质量百分比计为：
1～0.5mm — 50%
0.3～0.1mm — 20%
＜0.01mm — 30%
b）磨料：将1～0.5mm颗粒料加纯净水和减水剂一同放入球磨机湿磨40小时后出料。加水量为颗粒料重量的25%，减水剂的加入量为颗粒料重量的1%。所述的减水剂为乳酸与柠檬酸的混合物。
c）胶体料浆的配制：将湿磨后的料浆、有机胶体、催化剂、表面活性剂连同粒度为0.3～0.1mm和＜0.01mm熔融石英一起放入搅拌机中搅拌均匀，制成胶体料浆。所述的有机胶体为水基甲基丙烯酰胺和亚甲基双丙烯酰胺复合胶体，所述催化剂为过硫酸铵和双氧水的混合物，所述的表面活性剂为乙二醇。
d）成型：对配制好的胶体料浆进行真空处理，再将胶体料浆注入含有芯杆金属模具中并对金属模具的进行热水浸泡或热水喷淋（热水温度为80~90℃），使模具中的胶体料浆受热凝固，最后将凝固后的坯体从模具中脱出。
e）干燥：先将成型后的坯体在自然环境下晾干72小时，再装进干燥炉中烘干，烘干温度为80℃。
f）将干燥后的胚体进行烧制，烧成：烧成条件为1250℃，保温3小时。
实施例3
一种钢化玻璃加热炉用石英陶瓷空心辊棒的制备方法，所采用的凝胶注模制备方法具体包括以下步骤：
a）原料及颗粒级配
所述原料采用化学纯度SiO2≥99%的熔融石英，所述熔融石英按颗粒与级配的质量百分比计为：
1～0.5mm ——50%
0.3～0.1mm ——30%
＜0.01mm ——20%
b）磨料：将1～0.5mm颗粒料加纯净水和减水剂一同放入球磨机湿磨30小时后出料。加水量为颗粒料重量的20%，减水剂的加入量为颗粒料重量的0.7%。所述的减水剂为草酸与柠檬酸的混合物。
c）胶体料浆的配制：将湿磨后的料浆、有机胶体、催化剂、表面活性剂连同粒度为0.3～0.1mm和＜0.01mm的熔融石英一起放入搅拌机中搅拌均匀，就制成胶体料浆。所述的有机胶体为水基甲基丙烯酰胺和亚甲基双丙烯酰胺复合胶体，所述的催化剂为四甲基乙二胺与双氧水的混合物，所述的表面活性剂为异丙醇。
d）成型：对配制好的胶体料浆进行真空处理，再将其胶体料浆注入含有芯杆金属模具中并对金属模具的进行热水浸泡或热水喷淋（热水温度为80~90℃），使模具中的胶体料浆受热凝固，最后将凝固后的坯体从模具中脱出。
e）干燥：先将成型后的坯体在自然环境下晾干60小时，再装进干燥炉中烘干，烘干温度为100℃。
f）烧成：将干燥后的胚体进行烧制，烧成条件为1180℃，保温4小时。
实施例4
一种钢化玻璃加热炉用石英陶瓷空心辊棒的制备方法，所采用的凝胶注模制备方法具体包括以下步骤：
a）原料及颗粒级配
所述原料采用化学纯度SiO2≥99%的熔融石英，所述熔融石英按颗粒与级配的质量百分比计为：
1～0.5mm — 45%
0.3～0.1mm — 27%
＜0.01mm — 28%
b）磨料：将1～0.5mm颗粒料加纯净水和减水剂一同放入球磨机湿磨35小时后出料；加水量为颗粒料重量的22%，减水剂的加入量为颗粒料重量的0.8%。所述的减水剂为乳酸。
c）胶体料浆的配制：将湿磨后的料浆、有机胶体、催化剂、表面活性剂连同0.3～0.1mm和＜0.01mm熔融石英一起放入搅拌机中搅拌均匀，就制成胶体料浆。所述的有机胶体为水基甲基丙烯酰胺和亚甲基双丙烯酰胺复合胶体，所述催化剂为过硫酸钾与双氧水的混合物，所述的表面活性剂为异丙醇。
d）成型：对配制好的胶体料浆进行真空处理，再将胶体料浆注入含有芯杆金属模具中并对金属模具的进行热水浸泡或热水喷淋，（热水温度为60~90℃）使模具中的料浆受热凝固，最后将凝固后的坯体从模具中脱出。
e）干燥：先将成型后的坯体在自然环境下晾干55小时，再装进干燥炉中烘干，烘干温度为110℃。
f）烧成：将干燥后的胚体进行烧制，烧成条件为1220℃，保温4小时。
本发明未详述部分为现有的技术。
为了公开本发明的发明目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是，应了解的是，本发明旨在包括一切属于本构思和发明范围内的实施例的所有变化和改进。