高铝质低温快速烧成强化瓷制造技术

本发明专利技术公开了一种高铝质低温快速烧成强化瓷，热稳定性从１８０℃高温投入２０℃水中一次热交换不裂。抗冲击强度达３．１８Ｊ／ｃｍ↑［２］。主要含有４５．００～５０．８％Ｗｔ的ＳｉＯ↓［２］，３８．６６～４１．６０％Ｗｔ的Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］及一定分子比的ＣａＯ、ＭｇＯ、Ｋ↓［２］Ｏ、Ｎａ↓［２］Ｏ等碱土金属与碱金属。可在１２１０℃～１２８０℃温度下烧成，烧成周期在９小时以内。制品性能达到日用强化陶瓷标准，成本低，能耗低，工艺过程简单，易于大规模生产。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种以工业Al2Oa与天然高铝矿物为主要原料，低温快速烧成的强化瓷，属于高铝质强化日用陶瓷。据有关介绍，在日用陶瓷生产中，以工业Al2O3为主要原料生产高铝强化瓷，其烧结温度在(1380-1410)℃范围内，烧成周期长达24小时，造成日用陶瓷生产能耗高，匣体破损多，窑炉使用寿命短等弊病，严重影响企业的经济效益。而随着物质生活水平的提高，人们对日用陶瓷制品的要求越来越高，不仅要美观实用，而且要满足机械化洗涤，高温蒸煮、消毒，冷冻、冷藏食品的需要，这就要求日用细瓷具有高强度、高热稳定性的性能。目前在日用陶瓷领域，高强度瓷基本有三种瓷质即纤维增强陶瓷，高铝质强化瓷，方石英质强化瓷，都是利用化工或合成材料。价格贵、成本高、烧结温度高、烧结周期长，与一般日用陶瓷行业工艺流程相比，工艺复杂，难以大规模生产。本专利技术的目的在于克服上述现有技术中的不足之处，满足人们的深层次需求，提供一种利用天然高铝矿物为原料，采用低温煤烧氧化气氛的日用细瓷技术，生产工艺过程简单，原料成本低，比一般强化瓷低35％左右，烧成煤耗少，约为高温瓷的1/2，烧成周期短，在9小时以内，而具有高强度，高热稳定性的日用细瓷。本专利技术的目的可以通过以下措施达到本专利技术的高铝质低温快烧强化瓷的瓷坯主要含有(45.00-50.80)％wt的SiO2，(38.66～41.60)％wtAl2O3。不大于0.40％wt的Fe2O3，不大于0.30％wt的TiO2，不大于0.80％wt的CaO，(1.00～1.30)％wt的MgO，(1.60～2.60)％wt的K2O，(0.60～1.00)％wt的Na2O组成，其中关键组成是SiO2，Al2Oa的摩尔值，其值为2～3∶1，以及CaO、MgO等碱土金属与K2O、Na2O等碱金属的分子比，其值为1∶1。本专利技术的目的还可以通过以下措施来达到，该强化瓷由工业Al2O3与天然高铝矿物，粘土，长石，滑石等原料制成，其成份组成(％wt)为工业Al2O3+天然铝矿物18～28，粘土40～60，长石5～10，低火粘土10～16，废瓷片5～12，滑石＜3.5％，其中所用Al2O3经(1350-1450)℃温度预烧保温3小时，并经细磨，其细度＜1μm颗粒达40％；所用天然高铝矿物铝钒土经(1400～1450)℃温度预烧，细度为300目；所用粘土须满足以下要求①粘土原料中尽可能少有粗颗粒游离石英，②粘土最好为强、中可塑性粘土；③所用粘土原料中Fe，Ti等着色金属氧化物总量≤0.5％，同时具有一定量K2O，MgO，微量的CaO，Na2O等；④所用低火粘土，尽可能品位高，又具有一定可塑性。本专利技术采用工艺为一般日用细瓷生产工艺流程，一次烧成，包括制泥→成型→烧成→加工等工序，但为满足本专利技术的目的，采用以下措施，在制泥工序中采用湿法两次球磨，烧成工序时采用煤烧氧化焰，烧成温度(1210～1280)℃，烧成周期8～9小时以内。现在进一步详细说明本专利技术。在配方设计上，本专利技术针对高铝质强化瓷烧成温度高，周期长的缺点，采用复合熔剂方法，即将碱金属及碱土金属达到一个最佳配比值，即其分子比为1∶1，使其为降低温度具有显著作用。采用工业Al2O3与本地区铝钒土为原料，使瓷胎中主要晶相为刚玉，平均尺寸5～7μm呈柱状或嵌镶于富铝玻璃中，莫来石交织成网状晶状，尺寸8～12μm，多以团絮状存在富铝玻璃中，两者浑然于一体形成骨架相，偶见a-方石英、多见于腐蚀后试样空隙中，由此可见，除a-方石英外，晶粒间接触良好，说明在该温度(1210～1280)℃下，刚玉、莫来石相间周围液相发生扩散溶解、析晶等物化反应，提高了晶区域的弹性性能和垫垒，从而强化晶界，提高胎体机械强度。本专利技术人发现，理想的助熔剂由复合熔剂提供，即包括用部分熔剂粘土代替长石类熔剂原料。本专利技术人还发现，坯料中引入少量滑石，对提高制品的热稳定性有利，还能与其它熔剂原料组成一个复合熔剂，在尽可能少用熔剂原料对降低坯体的烧成温度效果非常显著，同时相对增多了可塑性粘土用量，这就对提高坯料可塑性，干燥温度，工艺性能有不同程度的改善，因此在配方中引入≤3.5％wt的滑石。针对上述配方，本专利技术人采用一般日用陶瓷加工工艺流程，包括制泥、成型、烧成、加工等工序。每道工序具体流程为制泥工序包括；原料锻烧，选矿→配料，单一原料预磨→球磨→细度检测→粗筛→吸铁→细筛→榨泥→粗炼→陈腐→一次精炼→二次精炼。成型工序包括可塑成型→常模一次干燥→脱模二次干燥→揭坯上挑→擦坯→机轮内外上釉→成坯检查上挑。烧成工序包括装坯→推板→烧成→开瓷→磨脚→检验→入库。加工工序包括贴花→镶金→烤花→铅镉检验→花析→包装→厂析→入库→商析→出厂。在此工艺中，球磨采用湿式两次球磨，烧成采用低温快速煤烧氧化焰，烧成温度为(1210～1280)℃，比一般技术所需温度低(100～150)℃，烧成周期9小时以内，比一般技术所需少15小时以上，大大地节约能耗。本专利技术在高级日用细瓷领域开辟了一个崭新的途径，在低温快速煤烧氧化焰烧成条件下生产强化瓷，产品物理性能达到基至超过高温强化瓷性能指标。表现为1.抗折强度高，制品平均抗折强度121.56MPa。2.热稳定性好，制品从180-20℃水中一次不开裂。3.抗冲击度高，其值达3.18J/cm2。4.烧成温度范围宽，可达50℃。5.可采用低温快速煤烧氧化焰烧成，节能50％。6.生产工艺简单，一次烧成，原料成本低，可降低35％，生产工艺易于控制，适于大规模生产。制品的其他理化指标为吸水率0.36％，烧成收缩9.82％，总烧成收缩12.7％，光泽度67.00，釉面硬度6482MPa。本专利技术的实施例如下1.坯料配方(％wt)原料组成工业Al2O310 天然高铝矿物15 瓷片6 1#粘土282#粘土27.5 低火粘土7.5 滑石2 长石6坯料化学组成SiO2Al2O3Fe2O3TiO2CaO MgO K2O Na2O IL50.42 39.65 0.330.100.21 1.02 1.61 0.66 6.032.坯用原料化学组成。名称产地 SiO Al2O3Fe2O3TiO2CaO Mgo K2O Na2O IL1#粘土 湖南省48.83 37.20 0.30 0.08 0.29 0.42 1.00 0.38 13.302#粘土 湖南省74.57 17.73 0.28 0.09 /0.20 /0.30 7.25低火粘土湖南省 63.65 21.16 0.48 / 0.22 0.62 6.32 3.13 3.64长石湖南省65.95 18.27 0.14 /// 11.59 3.62 0.13工业Al2O3＞98.8天然铝矿物 湖南省22.22 73.82 0.60 0.41 0.31 0.89 //0.80滑石 吉首65.77 /0.33 /0.24 32.75 //0.52瓷片 本厂67.80 25.30 0.54 /0.12 1.11 3.09 1.03 0.25工艺流程如前所述。烧成气氛氧化焰。权利要求1.一种抗冲击强度高达3.18J/cm2的高铝质低温快速烧成强化瓷，其特征在于，瓷坯主要含有(4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗冲击强度高达３．１８Ｊ／ｃｍ↑［２］的高铝质低温快速烧成强化瓷，其特征在于，瓷坯主要含有（４５．００～５０．８）％ｗｔ的ＳｉＯ↓［２］，（３８．６６～４１．６０）％ｗｔ的Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］，不大于０．４０％ｗｔ的Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］，不大于０．３０％ｗｔ的ＴｉＯ↓［２］，不大于０．８０％ｗｔ的ＣａＯ，（１．００～１．３０）％ｗｔ的ＭｇＯ，（１．６０～２．６０）％ｗｔ的Ｋ↓［２］Ｏ，（０．６０～１．００）％ｗｔ的Ｎａ↓［２］Ｏ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曾贤林，王和平，杨光辉，何代荣，聂文志，申锦祥，刘友玉，万宗明，申大明，徐秉松，
申请(专利权)人：湖南省洪江瓷厂，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]