專利名稱：熱軋鋼坯傳送用陶瓷輥及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于對陶瓷傳送輥的改進(jìn)，尤其涉及一種機(jī)械強(qiáng)度高、抗沖擊性強(qiáng)，耐溫急變性和耐磨損性好，可用于但不是唯一熱軋鋼板傳送的陶瓷輥。
背景技術(shù)：
鋼鐵廠熱軋薄板(如汽車鋼板)生產(chǎn)，高溫(800℃～900℃)熱鋼板流轉(zhuǎn)到下一工序，途中均采用輥子平移傳送?，F(xiàn)鋼鐵廠傳送輥子大都采用鑄鐵輥，然而鑄鐵輥在傳送鋼板時，鐵——鐵轉(zhuǎn)動磨擦大，不僅造成輥子磨損較大，使用壽命短，增加生產(chǎn)成本，而且磨擦還會造成鋼板表面容易生產(chǎn)擦痕，影響板材表面質(zhì)量。雖然現(xiàn)有技術(shù)有用陶瓷輥子作搬運輥傳送熱產(chǎn)品，然而不同的陶瓷配方，只能用于設(shè)計特定要求，不具有通用性。例如輥道窯中使用的陶瓷輥，雖是在高溫環(huán)境中工作，但工作溫度相對穩(wěn)定，所以對耐急冷急熱性要求不高，而且承載產(chǎn)品質(zhì)量輕，輥子尺寸相對較小，對抗沖擊性能及機(jī)械強(qiáng)度要求較低，其材質(zhì)不適用于高溫?zé)徜摪宓膫魉?。再如中國專?5220340.5公開的用于高速線材精軋機(jī)復(fù)合陶瓷輥環(huán)，雖然報導(dǎo)具有較好的耐磨性能和良好的抗熱疲勞強(qiáng)度，及較好的抗壓強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度，但需采用碳化鎢基與氧化鋁、氧化鋯、鈷、氧化鎂、鉬混合冷壓成型、熱壓燒結(jié)，或采用氮化硅基與碳化鈦、氧化鋁混合冷壓成型、熱壓燒結(jié)。其原材料價格昂貴，不僅使得制造成本很高，并且也因抗沖擊等性能沒有報導(dǎo)可用于質(zhì)量大的熱軋鋼板傳送。中國專利88103237.9公開的用于連續(xù)加熱爐和熱鍍層裝置中材料輸送陶瓷輥，是在陶瓷環(huán)內(nèi)填充膨脹系數(shù)與輥體陶瓷材料大體相同的石墨、碳、金屬氧化物、碳化硅填料，以增強(qiáng)承機(jī)械載荷能力，但仍只能使用在200-500℃溫度，傳送質(zhì)量相對輕產(chǎn)品，同樣不能用于使用要求較高、質(zhì)量大的熱軋鋼板的傳送。尤其是上述陶瓷輥，都只能傳送質(zhì)量相對較小產(chǎn)品，因此對機(jī)械強(qiáng)度和抗沖擊性能要求不是很高。而陶瓷產(chǎn)品其一種性能的提高或改善，往往會導(dǎo)致其他性能指標(biāo)的降低，因此使用要求不同，對陶瓷輥組成要求也不相同。再就是，對于熱鋼板傳送用大型瓷輥(∮180-250×1500-2200mm)，普通注漿成型則難以實現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述已有技術(shù)的不足，提供一種機(jī)械和抗沖擊強(qiáng)度高，熱震穩(wěn)定性好，原料價格較低，能滿足熱軋薄鋼板傳送要求的熱軋鋼板傳送用陶瓷輥。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種上述陶瓷輥的制備方法。
本發(fā)明第一目的實現(xiàn)，經(jīng)大量試驗得出采用熔融石英作為陶瓷輥的骨料，與公知常用基質(zhì)結(jié)合料燒成，得到的陶瓷輥不僅具有較高的機(jī)械和抗沖擊強(qiáng)度，而且有很好的熱震穩(wěn)定性，能夠滿足熱軋薄鋼板傳送要求，并具有較長的使用壽命，原料價格較低。具體說，本發(fā)明熱軋鋼板傳送用陶瓷輥，其特征是陶瓷輥由80～90份熔融石英顆粒骨料，和10～20份基質(zhì)結(jié)合料組成。
本發(fā)明中基質(zhì)結(jié)合料，主要作用是作為成型及燒成結(jié)合材料，因此可以采用陶瓷常用結(jié)合料，例如粘土、長石、堇青石等，本發(fā)明經(jīng)試驗，較好采用粘土，它不僅具有原料易得，價格低，而且有助于降低陶瓷輥的燒成溫度，節(jié)約燒成能源，此外，以粘土作結(jié)合料，燒成的陶瓷輥機(jī)械強(qiáng)度高。本發(fā)明中基質(zhì)結(jié)合料加入量過多，則會降低骨料熔融石英量，進(jìn)而使陶瓷輥的耐急冷急熱性能下降；加入量過少，一是會造成因結(jié)合料減少使燒成溫度大幅度提高，二是會使燒成陶瓷輥的強(qiáng)度有所降低，這也是不希望的。但本發(fā)明給出的用量范圍，僅是試驗結(jié)果比較所得優(yōu)良區(qū)間，并非精確極限值，適當(dāng)偏離所述區(qū)間，應(yīng)同樣屬于本發(fā)明范圍。
由于熔融石英在燒成中會發(fā)生一系列難以控制的物理化學(xué)變化，并且難控變化與其顆粒大小有較大關(guān)系，如顆粒大有利于保持熔融石英的低膨脹性能，但顆粒大會造成成型困難，以及強(qiáng)度降低；顆粒越小，在燒成中逆轉(zhuǎn)反應(yīng)就越容易發(fā)生，會降低熔融石英低膨脹性能，從而增加獲得產(chǎn)品所需低膨脹性的難度。經(jīng)試驗認(rèn)為，本發(fā)明熔融石英，較好采用60-100目的粗顆粒占50-65％，其余為小于100目的小顆粒，此粒徑范圍一是有利于穩(wěn)定生產(chǎn)，二是有利于方便得到所期望的產(chǎn)品性能。
本發(fā)明熔融石英量，最好為85-90份。
本發(fā)明陶瓷輥制備，其特征是由80～90份熔融石英顆粒骨料，和10～20份基質(zhì)結(jié)合料組成，還外加有3～5份助燒結(jié)劑，經(jīng)真空混煉擠出成型，干燥后經(jīng)1200℃～1400℃燒成。加入助燒結(jié)劑，主要是為降低陶瓷輥燒成溫度，不僅對節(jié)約燒成能源是有利的，而且還對增強(qiáng)燒成產(chǎn)品機(jī)械強(qiáng)度有積極作用，并且有利于控制熔融石英在燒成中物理化學(xué)變化，得到所期望產(chǎn)品。所述助燒結(jié)劑，例如可以是堇青石、長石、或其它具有低膨脹系數(shù)的其他礦物或熔塊。經(jīng)對比試驗，本發(fā)明助燒結(jié)劑較好采用堇青石。
因陶瓷輥質(zhì)量龐大，為增強(qiáng)成型泥坯強(qiáng)度，有利于制造過程成形坯體的搬動，本發(fā)明在成型過程中還可以外加少量(例如0.8～1份)有機(jī)粘結(jié)劑如聚乙烯醇，糊精等。
本發(fā)明由于采用熔融石英顆粒為骨料，與基質(zhì)結(jié)合料混合燒成，可制成直徑180-250mm，長1500-2200mm大型陶瓷輥，并且所得陶瓷輥不僅具有較高機(jī)械和抗沖擊強(qiáng)度，抗折強(qiáng)度P＞45MPa；而且膨脹系數(shù)小，＜0.8×10-6/℃，具有極好的耐溫度急冷急熱性，1000～30℃水中反復(fù)15次不開裂。并且陶瓷輥表面硬度大，耐磨損性好，使用壽命長，運行阻力低，摩擦系數(shù)小，表面光滑，經(jīng)磨削加工后表面粗糙度可接近1.6μ甚至更低，與鋼板(加壓10kg/cm2)磨擦100次，未見鋼板表面形成擦痕，有利于保證鋼板表面質(zhì)量。本發(fā)明陶瓷輥還可用于類似場合的熱、質(zhì)量大產(chǎn)品傳送。
以下結(jié)合幾個具體實施例，進(jìn)一步說明本發(fā)明。
具體實施例方式
實施例1熔融石英85份(其中60-100目的粗顆粒占60％，100-400目顆粒占20％，400以下細(xì)顆粒占20％，粘土15份，加水12～18份，加聚乙烯醇膠液6份混合，真空混煉擠制成Φ200mm，壁厚為60-80mm，長2100mm的空心輥體，干燥后經(jīng)1280℃～1350℃保溫2小時燒成。
實施例2熔融石英88份(顆粒級配同例1)，粘土12份，外加堇青石3份，制備同前，燒成溫度為1230℃～1300℃。
實施例3熔融石英88份，粘土7份，高嶺土5份，外加長石3份。顆粒級配及制備方法基本同例1，燒成溫度為1250℃～1300℃。
實施例所得產(chǎn)品，密度＞1.95g/cm3，吸水率4～5％，氣孔率8～10％，質(zhì)量200公斤左右。
為描述方便，本發(fā)明所說耐冷急熱性及抗熱震性為同義語。
權(quán)利要求
1.一種熱軋鋼板傳送用陶瓷輥，其特征是陶瓷輥由80～90份熔融石英顆粒骨料，和10～20份基質(zhì)結(jié)合料組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述熱軋鋼板傳送用陶瓷輥，其特征在于所說熔融石英顆粒85-90份，基質(zhì)結(jié)合料為10-15份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述熱板鋼坯傳送用陶瓷輥，其特征在于所說熔融石英顆粒60-100目粗顆粒占50-65％，其余為小于100目的小顆粒。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述熱板鋼坯傳送用陶瓷輥，其特征在于所說基質(zhì)結(jié)合料為粘土。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述熱軋鋼板傳送用陶瓷輥，其特征在于所說陶瓷輥直徑180-250mm，長1500-2200mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述熱軋鋼板傳送用陶瓷輥，其特征在于所說陶瓷輥為壁厚60-80mm的空心體。
7.一種如上述權(quán)利要求所述熱軋鋼板傳送用陶瓷輥的制備方法，其特征是由80～90份熔融石英顆粒骨料，和10～20份基質(zhì)結(jié)合料組成，還外加有3～5份助燒結(jié)劑，經(jīng)真空混煉擠出成型，干燥后經(jīng)1200℃～1400℃燒成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述熱軋鋼板傳送用陶瓷輥的制備方法，其特征在于所說助燒結(jié)劑為堇青石。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述熱軋鋼板傳送用陶瓷輥的制備方法，其特征在于所說熔融石英顆粒60-100目粗顆粒占50-65％，其余為小于100目的小顆粒。
10.根據(jù)權(quán)利要求7或9所述熱軋鋼板傳送用陶瓷輥的制備方法，其特征在于混料時外加少量有機(jī)粘結(jié)劑。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于對陶瓷傳送輥的改進(jìn)，尤其涉及一種機(jī)械強(qiáng)度高、抗沖擊性強(qiáng)，耐溫急變和耐磨損性好，用于但不是唯一熱軋鋼板傳送的陶瓷輥，其特征是陶瓷輥由80～90份熔融石英顆粒骨料，和10～20份基質(zhì)結(jié)合料組成。使燒成的陶瓷輥不僅具有較高機(jī)械和抗沖擊強(qiáng)度，抗折強(qiáng)度P＞45MPa；而且膨脹系數(shù)小，＜0.8×10
文檔編號C04B35/622GK1807343SQ200510038139
公開日2006年7月26日 申請日期2005年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月18日
發(fā)明者汪伯川, 何衛(wèi)平, 馮家迪 申請人:江蘇省宜興非金屬化工機(jī)械廠