專利名稱：一種以籃式砂磨機(jī)為主體的制備電瓷釉的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備電瓷釉的新工藝，特別涉及一種以籃式砂磨機(jī)為主要研磨設(shè)備，再配以高剪切乳化機(jī)的全新的制釉工藝方法。
背景技術(shù)：
釉是附在陶瓷表面上，可提升陶瓷性能的玻璃層。釉漿質(zhì)量直接影響釉層、釉面的質(zhì)量，也影響著產(chǎn)品的質(zhì)量。
電瓷釉的種類較多，常見的有棕釉、白釉、天藍(lán)釉、半導(dǎo)體釉等。所制備的釉漿都要達(dá)到如下要求一是釉漿中各組分要均勻，二是釉漿中各組分的粒度及粒度級配要達(dá)到工藝要求，三是釉漿的工藝性能要達(dá)到要求。在這些因素中，釉漿成分的穩(wěn)定、粒度大小及其顆粒級配是最重要的工藝參數(shù)及評價(jià)指標(biāo)。
長期以來，由于球磨機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，操作可靠，維修管理容易，能長期運(yùn)行，又便于與其它粗碎設(shè)備配合，構(gòu)成較為完善的破碎、粉磨系統(tǒng)，故在陶瓷行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。也是制備釉漿的主要設(shè)備。然而，以球磨機(jī)為主的制漿系統(tǒng)存在如下問題一是運(yùn)行效率低，有效功僅占1～2％左右，研磨時間長，能耗大。二是球磨過程中磨損的研磨體、內(nèi)襯易造成釉料成分的波動。三是雖然日常維護(hù)簡單，但更換球襯耗時長、規(guī)律性差(如添加研磨體等)；四是球磨機(jī)的噪聲大，工作條件差。因而尋找更好的裝備來替代球磨機(jī)，意義重大。
電瓷釉是高溫釉，以生料釉為主，即電瓷釉大多都是直接利用天然原料來制備的。雖然，離“標(biāo)準(zhǔn)化原料”還有相當(dāng)長的距離，但對釉用原料比坯用原料卻更為精細(xì)，所用粘土類原料經(jīng)過水化，大多可直接化成泥漿，而長石、石英類原料多為粉料，一些顏料則為粒徑更小的粉料，因此，制釉工藝主要是混合與粉磨過程。此時仍采用以球磨機(jī)為主要設(shè)備進(jìn)行混合與粉磨，則沒有抓住制釉過程中的主要矛盾，難以達(dá)到良好的性能價(jià)格比。
一般來說，提高研磨效果，可從兩個方面入手，一是要增大研磨體的動能，另一是提高物料間及物料與研磨體間的有效碰撞。提高設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)速度是提高動能及有效碰撞的最好方式。由于球磨機(jī)主要是利用筒體旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心作用，使研磨介質(zhì)隨筒體上升到一定高度后，因自身重力以近拋物線軌跡落下，沖擊物料來粉碎的，要使研磨介質(zhì)對物料的沖擊動能最大，主要是要使研磨介質(zhì)有最大的降落高度。然而，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速太高時，研磨介質(zhì)隨筒體旋轉(zhuǎn)，無任何沖擊研磨作用。若速度過低，物料與研磨體都僅在球磨機(jī)筒體底部滾動，動能及有效碰撞都很低，從而研磨效率也很低，這也就決定了球磨機(jī)不能成為高效研磨設(shè)備。
為了提高設(shè)備的研磨效率，振動磨與攪拌磨應(yīng)運(yùn)而生。它們的共同特點(diǎn)是研磨體運(yùn)動速度沒有限制，可以通過加大振動強(qiáng)度和提高攪拌器運(yùn)轉(zhuǎn)速度來獲得較大的動能及提高有效碰撞，因而能大大提高研磨的工效。由于能量利用率的提高，電耗也大大降低。但是振動磨由于機(jī)械零部件(彈簧、軸承等)力學(xué)強(qiáng)度要求較高，而限制了其向大型化發(fā)展。攪拌磨若要大型化，須加大其整體尺寸，也要用到大量的研磨體，目前，設(shè)備的大型化還存在一定的困難，工業(yè)上攪拌磨容積多在50～500L之間，還需要配制分散機(jī)、復(fù)雜的管道和泵等回流設(shè)備，要人工加料，勞動強(qiáng)度大，不便拆卸，維護(hù)難，不易清洗，換料難，通常一臺設(shè)備只生產(chǎn)一種產(chǎn)品。正是因?yàn)槿缟显?，盡管攪拌磨研磨效率好，但也沒能在工業(yè)生產(chǎn)中大規(guī)模地推廣應(yīng)用。
減小釉料成分的波動，主要受研磨設(shè)備中研磨體的損耗的影響，大多數(shù)陶瓷廠球磨機(jī)所用的研磨體，主要是磨損量較大的天然卵石，而攪拌磨中研磨體加入量大，磨損消耗量也較大，因此，都對釉漿的成分波動影響較大。
本發(fā)明就是在這種種背景下提出的。旨在找到一種既象球磨機(jī)那樣運(yùn)行成本低廉、使用方便，也象攪拌磨那樣高效、節(jié)能的研磨工藝，這在目前這種能源緊張、產(chǎn)品質(zhì)量又要求很高的情況下，具有很大的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種高效、節(jié)能、易操作的制備新方法，特別提供一種以籃式砂磨機(jī)為主要研磨設(shè)備、并配以高剪切乳化機(jī)的制釉方法，用該方法所制備的釉，粒度小，分布均勻，成分穩(wěn)定，各種工藝性能都能滿足電瓷工藝過程的要求。
本發(fā)明的目標(biāo)是通過采用高效低能耗的籃式砂磨機(jī)代替低效高能耗的球磨機(jī)來制備電瓷釉?；@式砂磨機(jī)是在攪拌磨基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型、高效、節(jié)能的研磨設(shè)備，其籃內(nèi)結(jié)構(gòu)類似攪拌磨，工作原理類似于循環(huán)式攪拌磨，所不同的是它將研磨容器小型化了，并設(shè)計(jì)為籃體的形式，籃體裝置主要由傳動軸、研磨籃、自吸葉輪、研磨盤(桿)、篩網(wǎng)、研磨介質(zhì)、分散盤組成。工作時籃體浸入盛裝著流質(zhì)物料的研磨罐中，主軸帶動葉輪、研磨盤、分散盤高速轉(zhuǎn)動。由此使自吸葉輪產(chǎn)生強(qiáng)大的抽吸力和渦流，將物料吸入研磨籃內(nèi)；研磨盤(桿)攪動研磨介質(zhì)，賦予研磨介質(zhì)足夠的動能，借助高速運(yùn)動的研磨介質(zhì)對物料施加剪切力和沖擊力，從而使物料充分分散、細(xì)化；分散盤在研磨籃底部和分散盤之間產(chǎn)生負(fù)壓力和強(qiáng)大的抽吸力，將研磨籃中物料吸出來。同時，分散高速旋轉(zhuǎn)時強(qiáng)大的離心力產(chǎn)生較強(qiáng)的泵作用，將從研磨籃中吸出的物料甩出，使物料充分循環(huán)，加速物料的分散。如此，物料不斷在研磨罐內(nèi)自下而上作有規(guī)律、高效率的循環(huán)，使流質(zhì)原料得到均勻加工的機(jī)會，并增加了原料微粒被反復(fù)碰擊的次數(shù)，形成物料高效率的研磨分散混合。此外，其高效率的循環(huán)，使物料易于翻動，避免了循環(huán)死角?；@式砂磨機(jī)改變了傳統(tǒng)的分散研磨方式，它不需管道、泵和物料傳輸設(shè)備，物料的分散、研磨都可以在一臺設(shè)備中完成，從而節(jié)省了空間和能源，并提高了產(chǎn)品質(zhì)量。若配以高剪切乳化機(jī)實(shí)現(xiàn)高速預(yù)混合，就可以廣泛使用到陶瓷釉料的制漿過程中。
籃式研磨機(jī)采用高質(zhì)量的氧化鋯珠作研磨體，磨損量小，且總體加入量少，對釉料成分的影響不大，可以保證釉料成分的穩(wěn)定。此外，籃子的結(jié)構(gòu)可以設(shè)計(jì)得簡潔，使得清洗簡單，維護(hù)容易，可以滿足工業(yè)化生產(chǎn)。
該工藝的顯著特征是以籃式砂磨機(jī)代替了球磨機(jī)，使制釉的電耗小于球磨機(jī)制釉的40％、工效比球磨機(jī)高6～10倍、成分穩(wěn)定(從研磨體和球襯帶入的雜質(zhì)少)，因而所得釉的釉漿工藝性能及產(chǎn)品的釉面質(zhì)量都大大提高。
當(dāng)然，該工藝也可用于制備一次投料的陶瓷坯料泥漿，所制備的泥漿質(zhì)量也優(yōu)于球磨機(jī)制備的泥漿質(zhì)量。


附圖為本發(fā)明涉及的制釉流程圖具體實(shí)施方式
如附圖所示，先按配方要求，稱量好各種原料，置于加料倉中備用。乳化罐中按工藝要求加好水，啟動高剪切乳化機(jī)，根據(jù)配方要求，將稱量好的釉料逐漸倒入乳化罐中，乳化5～10分鐘后，通過砂泵或隔膜泵將釉料吸出，過篩(20目)將粗的顆粒篩去，再泵入到安裝有籃式砂磨機(jī)的研磨罐中，研磨1.5～3h后，檢查篩余量及粒度分布，其值達(dá)到工藝控制水平后，過篩(80目)，加水、調(diào)整釉漿粘度后，過篩(80目)、除鐵，即得成品釉，送需釉工序。
實(shí)施例1某電瓷廠棕釉漿料的制備該廠電瓷棕釉的主要原料是長石粉、石英粉、瓷粉、田土、方解石粉、熟滑石粉、MnO2、Cr2O3以及一些粘土原料，上述原料都是粉料或易于化漿的粘土。先按配方要求、稱量了數(shù)個總重量為2kg的樣品，加在31升不銹鋼容器中，加適量水，先用SAI-3乳化機(jī)化漿，再用SMA-0.75籃式砂磨機(jī)研磨。其試驗(yàn)過程及結(jié)果列于表1中。
表1某電瓷廠棕釉制備的實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果

將上述兩種釉漿分別加適量水，調(diào)整到適宜的粘度與密度，在高強(qiáng)度瓷料方的試條上上釉，在該廠生產(chǎn)用的全自動控制的液化石油氣梭式窯上燒成。這些試條的釉面平整度、呈色效果與色澤均勻性等釉面質(zhì)量，明顯優(yōu)于用球磨機(jī)制備的釉，且釉層對試樣強(qiáng)度的增加，也優(yōu)于用球磨機(jī)制得的釉。
實(shí)施例2某電瓷廠釉面質(zhì)量的析因該電瓷廠以生產(chǎn)高強(qiáng)度電瓷為主。其電瓷棕釉連續(xù)數(shù)窯都出現(xiàn)有明顯釉花這樣的缺陷，具體表現(xiàn)在釉面色澤與顏色都不均勻的現(xiàn)象。對這種現(xiàn)象，該廠有兩種意見，一是認(rèn)為原料變動，導(dǎo)致成分不穩(wěn)定所致，另一則認(rèn)為是球磨機(jī)研磨時由于研磨體的磨損而使釉漿成分改變所致。不一直不能確定導(dǎo)致釉花缺陷的原因。
按用球磨機(jī)磨釉產(chǎn)生明顯釉花缺陷的生產(chǎn)料方，配制了3個2kg重的釉料。按實(shí)施實(shí)例1的工藝方法，制備了釉漿，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。
表2 某電瓷廠棕釉制備的實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果

在該廠生產(chǎn)窯爐(自動控制的液化石油氣梭式窯)中燒成，釉面質(zhì)量很，沒有出現(xiàn)釉花現(xiàn)象，說明該廠導(dǎo)致釉花的原因并是因?yàn)樵献儎右鸬某煞植▌?，而是因?yàn)榍蚰C(jī)加工過程中研磨體磨損大，帶入了大量的雜質(zhì)，影響了釉漿質(zhì)量。用籃式研磨機(jī)中的研磨介質(zhì)是氧化鋯珠，其硬度很大，磨損量很微小，不會污染釉料。后來，該廠更換了球磨機(jī)中的球石，釉花現(xiàn)象得到了明顯的控制。
實(shí)施例3某電瓷廠的棕釉的制備該廠主要以生產(chǎn)電容套管為主，其棕釉的主要成分也是長石粉、石英粉、瓷粉、田土、方解石粉、熟滑石粉、MnO2、Cr2O3以及一些粘土原料，用球磨機(jī)制釉，也可以獲得較好的質(zhì)量。在1001的不銹鋼缸中，加入80kg的釉料，先用STAY-7.5型高剪切分散乳化機(jī)分散，之后，再用SMA-7.5型籃式砂磨機(jī)研磨。其結(jié)果列于下表3。
表3 籃式砂磨機(jī)制釉工藝參數(shù)及釉漿結(jié)果

將該釉漿加適量水調(diào)整粘度后，不論是上在試條上，還是上在廢瓷片上，還是上套管產(chǎn)品上，燒后的釉面質(zhì)量，均優(yōu)于用球磨機(jī)制備的釉漿。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明涉及一種制備電瓷釉的新方法，其特征是該方法以籃式砂磨機(jī)為主要研磨設(shè)備，再配以高剪切乳化機(jī)及其它的輔助設(shè)備作為化漿分散設(shè)備。
2.根據(jù)權(quán)利1要求的制備電瓷釉的方法，其制釉的過程包括以下步驟乳化罐中按工藝要求加好水，啟動高剪切乳化機(jī)，根據(jù)配方要求，將稱量好的釉料逐漸倒入乳化罐中，乳化5～10分鐘后，通過砂泵或隔膜泵將釉料吸出，過篩(20目)將粗的顆粒篩去，再泵入到安裝有籃式砂磨機(jī)的研磨罐中，研磨1.5～3h后，檢查篩余量及粒度分布，其值達(dá)到工藝控制水平后，過篩(80目)，加水、調(diào)整釉漿粘度后，過篩(80目)、除鐵，即得成品釉，送需釉工序。
3.根據(jù)權(quán)利要求2，該工藝以籃式砂磨機(jī)代替了球磨機(jī)，使制釉的電耗低(不到用球磨機(jī)制釉的40％)、工效高(比球磨機(jī)快5～10倍)、成分穩(wěn)定(從研磨體和球襯帶入的雜質(zhì)少)，因而所得釉的釉漿工藝性能及產(chǎn)品的釉面質(zhì)量都大大提高。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制備電瓷釉的新方法，特別涉及一種以籃式砂磨機(jī)為主要研磨設(shè)備的高效節(jié)能型制釉工藝。其工藝過程如下先用高剪切乳化機(jī)乳化5～10分鐘后，化漿后，再用籃式砂磨機(jī)研磨1.5～3h，篩余量及粒度分布達(dá)到工藝控制水平后，再加水調(diào)整釉漿粘度及密度，過篩、除鐵，即得成品釉。該工藝以籃式砂磨機(jī)代替了球磨機(jī)，使制釉的電耗低(不到球磨機(jī)制釉的40％)、工效比球磨機(jī)快6～10倍、成分穩(wěn)定(從研磨體和球襯帶入的雜質(zhì)少)，因而所得釉的釉漿工藝性能及產(chǎn)品的釉面質(zhì)量都大大提高。
文檔編號B28C1/02GK1951656SQ200510032339
公開日2007年4月25日 申請日期2005年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月4日
發(fā)明者李玉平, 黃莉, 陳智巧, 黃志彬, 張潤陽 申請人:湖南大學(xué)