[发明专利]一种抗热震及高温体积稳定的陶瓷辊棒及其制备方法

说明书

本发明公开了一种抗热震及高温体积稳定的陶瓷辊棒，选用高岭土、耐火粘土、堇青石、滑石粉、菱镁矿、硅石粉、氧化铝粉、刚玉莫来石辊棒熟料、硅酸锆、碳酸钡以及氧化钴为主要原料制成，本发明陶瓷辊棒成品，其耐急冷急热性(1100℃～室温)≥20次不裂，常温弯曲强度≥50MPa，高温弯曲强度(1100℃)≥45MPa，热膨胀系数3.0～4.0×10^‑6/℃(1000℃)，辊棒的外径变化率(1100℃重烧)≤0.1％。本发明解决了刚玉‑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，具有抗热震性好、高温体积稳定性好、热膨胀系数低和抗变形能力强等特点，其可在辊道窑急冷带得到广泛应用。

技术领域

本发明涉及陶瓷辊棒的加工制作技术领域，特别涉及一种抗热震及高温体积稳定的陶瓷辊棒及其制备方法。

背景技术

陶瓷辊棒是一种特殊耐火窑具，在辊道烧成窑和干燥窑中起支撑和传送陶瓷砖等产品的作用，是辊道窑的核心部件，它对辊道窑的节能、产品烧成周期以及自动化运作有重要影响，在建筑陶瓷、日用陶瓷、电子陶瓷、磁性材料、玻璃热处理等领域得到广泛应用。

目前，陶瓷生产企业辊道窑所用的陶瓷辊棒材质主要是刚玉-莫来石质的陶瓷辊棒，其存在的主要缺陷是热膨胀系数较高，在窑炉的急冷带(或温差较大区域)使用时，由于存在较大的温差，导致陶瓷辊棒在该区域容易产生弯曲变形，从而影响正常生产。

现市场上急冷带专用的辊棒是碳化硅辊棒，它具有热膨胀系数低、热导率高(是一般高铝质材料的10倍以上)、耐磨性能好、强度高的特性。但其价格高，且导热性太好而不利于节能。由于材料的抗热震性与热膨胀系数和热导率有关，碳化硅材料是一种抗热震稳定性能优异材料，碳化硅辊棒的因其本身的性能，在烧成过程中极易氧化，且重烧线变化大，在陶瓷厂使用过程中，易发生体积变化，不仅影响了辊棒的使用寿命，而且严重影响了走砖、甚至可能发生堵窑现象。

在硅酸盐矿物中堇青石是热膨胀系数最低的环状结构矿物，具有良好的热稳定性、较高的化学稳定性，具有改善制品的重烧线变化等性能。但是，堇青石的合成、分解和使用温度范围都比较窄，合成温度和分解温度几乎重合，导致韧性较低、高温强度差、荷重软化点低等不足。

现有技术中，也有利用碳酸钡和硅酸锆来解决堇青石陶瓷材料的高温稳定性，例如公开号为CN 105174928A的对比文件1，一种高温稳定的堇青石陶瓷材料，包括下列重量份数的物质：纳米氧化铝粉末35-54份，非晶二氧化硅粉末30-70份，碳酸镁15-20份，碳酸钡1-5份，硅酸锆3-11份，三氧化二硼11-19份，滑石15-20份，黏土15-20份，氧化镁11-18份，高岭土15-60份，叶蜡石1-5份，滑石瓷4-11份，石英10-20份，氢氧化镁3.5-7.4份，环己酮20-30份，甲苯15-36份。其虽然可以在一定程度上改善陶瓷器件的高温高稳定性，保持陶瓷的电学性能，但是对比文件1在制备堇青石陶瓷材料，引入纳米氧化铝和非晶态二氧化硅为原料，并采用气氛保护热压烧结方法来制备，具有气氛保护,原料复杂,工艺要求高,成本高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种抗热震稳定性、高温体积稳定性好及价格低廉的陶瓷辊棒及其制备方法，对陶瓷辊棒废料进行再次利用，生成的堇青石纯度较高，解决现有陶瓷辊棒抗热震性差或高温下易弯曲变形的问题。

为达到上述技术效果，本发明提供了一种抗热震及高温体积稳定的陶瓷辊棒，其原料包括骨料和粘结剂，其中，所述骨料以重量份计的配方为：

高岭土 15～18份

耐火粘土 3～5份

堇青石 25～30份

滑石粉 14～16份

菱镁矿 1～3份

硅石粉 2～3份

氧化铝粉 4～5份