搅拌式砂磨机在电瓷原料制备中的应用

论文摘要

陶瓷粉体的尺寸和尺寸分布以及原料粉体中最大颗粒尺寸影响着陶瓷坯料的质量及后续的整个工艺过程,从而影响到产品的质量。目前国内绝大多数电瓷厂家采用的仍然是传统的球磨工艺,虽操作简便,运行可靠,但其研磨时间长,耗能大,所制备原料的粒度较大,粒径分布范围宽。本文通过对比各种粉体制备方法,发现搅拌磨具有研磨效率高、物料的粒径分布范围窄等特点,能够很好地弥补球磨工艺的不足。但是目前国内的电瓷生产企业尚无采用砂磨机进行原料细磨的。在搅拌磨机理的基础上,实验室自主研发了一种搅拌式砂磨机,即采用较小的筒体直径和较长筒体高度的设计方案；研磨筒体内壁和搅拌器外表面根据电瓷原料的特点采用硬度较高的聚氨酯内衬；物料自下而上,无需冷却夹套；研磨体采用约3mm直径的75氧化铝瓷球。本文以目前电瓷生产常用的铝矾土、长石为原料,分别采用滚筒式球磨机、行星式球磨机以及搅拌式砂磨机对物料进行细磨,对比不同原料用不同设备的研磨特性。发现不同原料用搅拌式砂磨机的研磨效率都是数十倍于球磨机的研磨效率,而且在相近的平均粒径下,砂磨后物料中的大颗粒尺寸比球磨和行星磨物料的少,粒径分布范围较窄,更加集中于中位粒径附近。本文还针对华为电瓷电器有限公司绝缘子坯料和苏州电瓷厂有限公司悬式绝缘子原料,结合两个电瓷厂各自的实际生产情况,对搅拌式砂磨的实际应用效果进行研究。华为电瓷电器有限公司绝缘子坯料,平均粒径都为5μm的情况下,采用球磨8h后再砂磨20min的研磨方式,与球磨14h相比,粒径小于10μm的颗粒占总质量百分数,由85%增大到95%；粒径小于15μm颗粒百分数,球磨与砂磨相结合的达到99.81%,其抗弯强度提高了19%。苏州电瓷厂有限公司高强悬式绝缘子原料,由于引入砂磨工艺,瓷体密度由2.75 g／cm3提高到2.78 g／cm3,无釉试条强度由正常生产的172MPa提高到232MPa,白釉试条的强度由247MPa提高到269MPa,电气强度为33KV/mm,与正常生产陡波料的电气强度相比,、基本接近。本文针对目前陶瓷原料供应现状和电瓷企业已有的原料制备工艺条件,采用球磨进行粗碎混合后再用搅拌式砂磨细磨的方式,可大幅提高电瓷原料的研磨效率,节约加工能耗。特别是砂磨工艺能有效消除坯料中的15μm以上的粗颗粒,可显著改善材料显微结构的均一性,从而提高电瓷产品的强度和可靠性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 粉料细磨技术进展
• 1.1.1 滚筒式球磨
• 1.1.2 行星式球磨
• 1.1.3 搅拌磨
• 1.1.4 振动磨
• 1.1.5 气流磨
• 1.2 电瓷原料粉碎工艺现状
• 1.3 粉体粒度表征
• 1.4 搅拌式砂磨机结构特点
• 1.5 论文的研究目的和主要内容
• 第2章 实验
• 2.1 实验原料
• 2.2 实验设备
• 2.3 实验方案设计
• 2.3.1 研磨方法对单一原料研磨效果比较
• 2.3.2 普通绝缘子坯料的研磨工艺
• 2.3.3 高强度悬式绝缘子坯料的研磨工艺
• 2.4 分析与表征
• 2.4.1 粒度测试
• 2.4.2 抗弯强度测试
• 2.4.3 显微结构分析
• 2.4.4 体积密度测量
• 2.4.5 电气性能测试
• 第3章 研磨方法对矾土、长石研磨效率的影响
• 3.1 球磨、行星磨和搅拌式砂磨对矾土研磨效率的影响
• 3.2 研磨方法对长石研磨效率的影响
• 3.3 矾土和长石研磨效率的比较
• 3.3.1 行星式球磨的研磨效率对比
• 3.3.2 搅拌式砂磨的研磨效率对比
• 3.4 本章小结
• 第4章 搅拌式砂磨机在电瓷原料制备中的应用
• 4.1 在普通绝缘子坯料制备中的应用
• 4.2 在高强度悬式绝缘子坯料制备中的应用
• 4.3 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A（攻读学位期间所发表的学术论文目录）