專利名稱：一種實心微晶球的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明中實心微晶球是一種硅酸鹽制品，屬于建筑建材行業(yè)產(chǎn)品，特別是涉及一種實心微晶球的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)生產(chǎn)的實心球主要氧化鋁質(zhì)和氧化鋯質(zhì)耐磨球。常見的實心陶瓷球主要有氧化鋁陶瓷球、氧化鋯陶瓷球、氮化硅陶瓷球、碳化硅陶瓷球、氮化硅陶瓷球。氧化鋁陶瓷球具有高強度、高硬度、高耐磨性，比重大、體積小、耐高溫、耐腐蝕、無污染等優(yōu)異特性而被廣泛的運用于陶瓷、水泥、化工油漆、涂料、顏料、醫(yī)療、化妝品等行業(yè)細粉處理設(shè)備的高檔研磨介質(zhì)和填充料，是球磨機、罐形磨機、振動磨機等細粉碎設(shè)備的研磨體，其粉碎研磨效率和耐磨損大大優(yōu)于普通球石或天然鵝卵石；氧化鋯陶瓷球在常溫下具有高的強度和高韌性、 耐磨性好、耐高溫耐腐蝕、剛度高、不導(dǎo)磁、電絕緣；氮化硅陶瓷球是在非氧化氣氛中高溫燒結(jié)的精密陶瓷，具有高強度，高耐磨性，耐高溫，耐腐蝕，耐酸、堿，并具有絕電絕磁的良好性能，自潤滑性，可以用到無潤滑介質(zhì)高污染的環(huán)境中，是陶瓷軸承、混合陶瓷球軸承的首選材質(zhì)；碳化硅陶瓷球產(chǎn)品性能穩(wěn)定，質(zhì)量輕，摩擦系數(shù)小，運動性能佳，彈性模量大，熱膨脹系數(shù)小，高溫下能保持高強度和硬度，耐腐蝕，不生銹，無磁性，可在無油潤滑條件下工作。 這些實心陶瓷球無論在工業(yè)方面還是農(nóng)業(yè)方面均為發(fā)揮著重要作用。實心微晶球是一種其內(nèi)部結(jié)構(gòu)具有玻璃相、晶體相的復(fù)相固體球狀材料。實心微晶球是一種新型綠色環(huán)保型材料，具有特定結(jié)構(gòu)形狀晶體相固體材料，實心微晶球是一種性能優(yōu)越的耐磨高強的新型環(huán)保材料，它具有機械強度高、熱工性能穩(wěn)定、 抗燃、不變形、耐磨、耐溫、抗腐、抗氧化、耐酸堿、無毒、無放射性、易加工等優(yōu)良的理化性能，以其耐久性、安全性、可靠性、良好的化學(xué)穩(wěn)定性，亦可應(yīng)用于陶瓷、水泥、化工油漆、涂料、顏料、醫(yī)療、化妝品等行業(yè)細粉處理設(shè)備的中低檔研磨介質(zhì)和填充料，將耐磨、環(huán)保、安全等多重功能同時并存，屬于國家提倡鼓勵和支持的產(chǎn)業(yè)，具有廣闊的市場發(fā)展前景。實心微晶球采用清潔的生產(chǎn)技術(shù)，生產(chǎn)過程中不產(chǎn)生污染物，燒成溫度低，能耗低，生產(chǎn)效率高，并可大量利用礦產(chǎn)碎荒料作為生產(chǎn)所需原料，變廢為寶，節(jié)省自然資源，實心微晶球?qū)云洫毺貎?yōu)越理化性能和“安全、健康、衛(wèi)生”的生態(tài)環(huán)保理念會被廣泛應(yīng)用于人們?nèi)粘Ｉ钪懈鱾€方面。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明一種實心微晶球的生產(chǎn)方法，其目的就是合理利用資源豐富的礦產(chǎn)品，經(jīng)簡單加工后，按特定組份的配方，在特定的溫度制度和生產(chǎn)工藝條件下生產(chǎn)出一種新型綠色環(huán)保的實心微晶球，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)是由玻璃相和晶體相組成的復(fù)相固體材料，能普及應(yīng)用于陶瓷、水泥、化工油漆、涂料、顏料、醫(yī)療、化妝品等行業(yè)細粉處理設(shè)備的中低檔研磨介質(zhì)和填充料。選用特定成分的礦產(chǎn)資源為主要原料，添加部分輔助原料，可以不用或少用金屬氧化物，利用Al2O3 - CaO - SiO^e0相圖，按照特定的配方，把幾種原料稱量混合，攪拌均勻后連續(xù)均勻地投入熔化窯爐中，從熔化窯爐出料口流出玻璃液料柱直接用冷水水淬成顆粒熔塊料，利用烘干線烘干顆粒熔塊料后，用粉碎設(shè)備進行粉碎成16 40目細砂和60 200目細粉，細砂上噴灑黏結(jié)劑，在圓盤型制球機上均勻鋪設(shè)一層60 200目細粉，滾動成大小均勻的球形，經(jīng)干燥后，放入模具內(nèi)，連模具一同放入晶化窯爐中按一定的溫度制度進行快速晶化燒結(jié)熱處理，緩慢退火冷卻，脫模后的產(chǎn)品即為實心微晶球，然后按直徑大小進行篩分檢驗，即為實心微晶球。其產(chǎn)品顏色可以根據(jù)需要添加著色劑進行調(diào)整，該種工業(yè)化生產(chǎn)大大降低晶化溫度，縮短晶化保溫時間，提高勞動生產(chǎn)率，節(jié)省能源，進而大幅度地降低產(chǎn)品成本。本發(fā)明利用特定成分石英砂、重鈣砂為主要原料生產(chǎn)實心微晶球，輔助原料主要有工業(yè)氧化鋁、助熔劑工業(yè)純堿、工業(yè)硼砂、工業(yè)氧化鋅、氧化劑、澄清劑等，這些輔助原料合理的搭配對生產(chǎn)實心微晶球十分有利。根據(jù)添加著色劑不同，可以生產(chǎn)出顏色豐富的實心微晶球，當選用微鐵型原料時，將會生產(chǎn)出玉白色實心微晶球，晶瑩如玉，潔白如珍珠。本發(fā)明一種實心微晶球的生產(chǎn)方法，其配方和生產(chǎn)工藝包括下列步驟
1.混合原料將原料以下粒度、重量百分比按特定配方混合在一起，混拌均勻
石英砂粒度0. 1 0. 7mm42 55%重鈣砂粒度0. 1 2. 2mm20 33%工業(yè)純堿3.5 10%工業(yè)氧化鋁3.5 10%工業(yè)硼砂0 5. 5%工業(yè)碳酸鋇2.5 6. 5%工業(yè)氧化鋅0 6. 5%澄清劑0 1%氧化劑0 2. 5%著色劑0 1. 5%
其中所說的著色劑包括Cr203、Co0、Cu0、氧化鎳、氧化亞鎳、氧化鐵、氧化錳、鎘紅、鎘黃、 硒粉等等對微晶板材具有著色效果的原料；
2.高溫熔化將上述混合原料放入玻璃熔化爐內(nèi)熔化成玻璃液，熔化溫度1420 1550 0C ；
3.水淬使玻璃液流入水槽內(nèi)，水淬成直徑0 6mm的顆粒料；
4.烘干粉碎將上述顆粒料用烘干設(shè)備烘干，然后用粉碎設(shè)備粉碎成細度16 40目細砂和60 200目細粉；
5.制球?qū)⑸鲜龇哿现苯铀腿雸A盤型制球設(shè)備中，在16 40目細砂上噴灑黏結(jié)劑，在圓盤型制球機上均勻鋪設(shè)一層60 200目細粉，滾動成大小均勻的球體；
6.晶化燒結(jié)熱處理將上述制成的球體裝入模具內(nèi)，放入晶化燒結(jié)窯爐內(nèi)進行晶化燒結(jié)熱處理，晶化燒結(jié)溫度750 1080°C，晶化燒結(jié)保溫時間10 60分鐘；
7.退火出窯在晶化燒結(jié)窯爐內(nèi)直接退火，退火至溫度150 200°C，時間3 10小時，出窯冷卻；
8.脫模把模具內(nèi)的成型的實心微晶球取出，充分冷卻；
9.篩分按不同直徑大小球體，利用振動篩進行篩分歸類；
10.檢驗和包裝對實心微晶球進行檢驗，經(jīng)檢驗合格，包裝即為實心微晶球成品，待
佳口。
本發(fā)明的一種實心微晶球的生產(chǎn)方法，其生產(chǎn)工藝分四大步第一步生產(chǎn)出合格的微晶熔塊料；第二步烘干粉碎后的粉料并利用制球設(shè)備制成待燒球體；第三步晶化燒結(jié)窯爐按特定溫度制度，受控晶化燒結(jié)出實心微晶球；第四步是篩分檢驗及包裝。第一步就是把特定組成的原料攪拌混合均勻后，經(jīng)輸送設(shè)備和加料設(shè)備，連續(xù)不斷地均勻投入熔化池爐內(nèi)，出來的玻璃液料柱用冷水淬成顆粒料；第二步就是把這些顆粒料烘干并把烘干好微晶顆粒料利用粉碎設(shè)備，制成16 40目細砂和60 200目細粉，在16 40目細砂上噴灑黏結(jié)劑，在圓盤型制球機上均勻鋪設(shè)一層60 200目細粉，滾動成大小均勻的球體；第三步將上述球體裝入模具內(nèi)，放入晶化燒結(jié)窯爐內(nèi)進行晶化燒結(jié)熱處理，熱處理完畢，脫模， 得到實心微晶球；第四步對實心微晶球按不同直徑要求，利用振動篩進行篩分歸類，經(jīng)檢驗合格的產(chǎn)品，包裝后即為實心微晶球成品。本生產(chǎn)工藝特點是一是微晶熔塊的生產(chǎn)；二是制粉工藝；三是制球工藝，這一步?jīng)Q定了產(chǎn)品質(zhì)量和規(guī)格，影響產(chǎn)品合格率；四是晶化燒結(jié)熱處理，即通過特定的溫度制度控制微晶體大小、實心微晶球的燒結(jié)程度，進而決定了實心微晶球性能，是最為關(guān)鍵的一步，采用快速燒成工藝；五是篩分歸類，檢驗及包裝，由于產(chǎn)品自身重量比較輕，便于運輸，比較適合于自動化流水作業(yè)生產(chǎn)線。


圖1為本發(fā)明一種實心微晶球的生產(chǎn)方法流程圖。由原料1、混合輸送 2、熔化3、水淬4、烘干5、粉磨6、制球7、晶化燒結(jié)熱處理8、退火9、脫模冷卻10、篩分11、 檢驗12、包裝成品13組成。用本發(fā)明方法生產(chǎn)的實心微晶球，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)是有玻璃相和晶體相的組成復(fù)合材料，主晶相主要為β—硅灰石，主晶相含量占30 70%，玻璃相、晶體相再加上本身球狀結(jié)構(gòu)，大大提高了材料的機械強度，拓展了實心球應(yīng)用領(lǐng)域，該種實心微晶球的理化性能指標
比重2. 55 2. 7耐酸率>98%
莫式硬度:6. 0 8. 5抗壓強度320 420mpa
吸水率<0. 1%耐堿率>96%
耐熱溫度450 750 V
本發(fā)明一種實心微晶球的生產(chǎn)方法，利用地球上豐富的廉價礦產(chǎn)品為主要原料，如石英砂、重鈣等，大大降低原料成本，晶化燒結(jié)和退火工藝直接連續(xù)進行，可連續(xù)生產(chǎn)，從而提高生產(chǎn)效率，產(chǎn)量提高，節(jié)省能源，提高企業(yè)經(jīng)濟效益。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例做進一步描述。實施例一
石英砂46%重鈣砂30% 工業(yè)氧化鋁5. 5%
工業(yè)碳酸鋇 3. 5%工業(yè)純堿5% 工業(yè)氧化鋅5%
工業(yè)硼砂 2.6%氧化劑2% 澄清劑0.4%
將上述原料混合在一起混拌均勻，放入熔化爐內(nèi)經(jīng)1500°C溫度熔化成玻璃液，再經(jīng)水淬成6 mm以下的顆粒料，用烘干設(shè)備烘干后，直接粉碎成細度20目細砂和120目細粉，在 20目細砂上噴灑黏結(jié)劑，在圓盤型制球機上均勻鋪設(shè)一層120目微晶細粉，滾動成大小均勻的球體，裝模后，連同模具放入晶化燒結(jié)窯爐內(nèi)加熱至980°C進行受控晶化燒結(jié)熱處理， 晶化發(fā)泡保溫時間35分鐘，然后直接退火緩慢冷卻，冷卻至150°C，時間9小時，出窯后經(jīng)脫模、冷卻、篩分歸類，經(jīng)檢驗合格，即是玉白色實心微晶球，包裝后即為實心微晶球成品。實施例二
石英砂50%重鈣砂26% 工業(yè)氧化鋁5. 5%
工業(yè)碳酸鋇 3. 5%工業(yè)純堿5% 工業(yè)氧化鋅5%
工業(yè)硼砂 2. 5%氧化劑2% 澄清劑0. 2%
著色劑0. 3%
將上述原料混合在一起混拌均勻，放入熔化爐內(nèi)經(jīng)1480°C溫度熔化成玻璃液，再經(jīng)水淬成6 mm以下的顆粒料，用烘干設(shè)備烘干后，直接粉碎成細度15目細砂和180目細粉，在 15目細砂上噴灑黏結(jié)劑，在圓盤型制球機上均勻鋪設(shè)一層180目微晶細粉，滾動成大小均勻的球體，裝模后，連同模具放入晶化燒結(jié)窯爐內(nèi)加熱至950°C進行受控晶化燒結(jié)熱處理， 晶化發(fā)泡保溫時間30分鐘，然后直接退火緩慢冷卻，冷卻至150°C，時間8. 5小時，出窯后經(jīng)脫模、冷卻、篩分歸類，經(jīng)檢驗合格，即是淺黃色實心微晶球，包裝后即為實心微晶球成品。實施例三
石英砂(粉)52%重鈣砂(粉)27% 工業(yè)氧化鋁6%
工業(yè)碳酸鋇 3%工業(yè)純堿3% 工業(yè)氧化鋅4%
工業(yè)硼砂 2.6%氧化劑2% 澄清劑0. 3%
著色劑0. 1%
將上述原料混合在一起混拌均勻，放入熔化爐內(nèi)經(jīng)1520°C溫度熔化成玻璃液，再經(jīng)水淬成6 mm以下的顆粒料，用烘干設(shè)備烘干后，直接粉碎成細度35目細砂和80目細粉，在35 目細砂上噴灑黏結(jié)劑，在圓盤型制球機上均勻鋪設(shè)一層80目微晶細粉，滾動成大小均勻的球體，裝模后，連同模具放入晶化燒結(jié)窯爐內(nèi)加熱至900°C進行受控晶化燒結(jié)熱處理，晶化發(fā)泡保溫時間25分鐘，然后直接退火緩慢冷卻，冷卻至150°C，時間8小時，出窯后經(jīng)脫模、 冷卻、篩分歸類，經(jīng)檢驗合格，即是淺灰色實心微晶球，包裝后即為實心微晶球成品。
權(quán)利要求
1. 一種實心微晶球的生產(chǎn)方法，其特征在于包括下列步驟(1)混合原料將原料以下粒度、重量百分比按特定配方混合在一起，混拌均勻石英砂粒度0. 1 0. 7mm 42 55%重鈣砂粒度0. 1 2. 2mm 20 33%工業(yè)純堿3. 5 10%工業(yè)氧化鋁3. 5 10%工業(yè)硼砂0 5. 5%工業(yè)碳酸鋇2. 5 6. 5%工業(yè)氧化鋅0 6. 5%澄清劑0 1%氧化劑0 2. 5%著色劑0 1. 5%其中所說的著色劑包括Cr203、Co0、Cu0、氧化鎳、氧化亞鎳、氧化鐵、氧化錳、鎘紅、鎘黃、 硒粉等等對微晶板材具有著色效果的原料；(2).高溫熔化將上述混合原料放入熔化爐內(nèi)熔化成玻璃液，熔化溫度1420 1550 0C ；(3).水淬使玻璃液流入水槽內(nèi)，水淬成直徑0 6 mm的顆粒料； 烘干粉碎將上述顆粒料用烘干設(shè)備烘干，然后用粉碎設(shè)備粉碎成細度16 40目細砂和60 200目細粉；制球?qū)⑸鲜龇哿现苯铀腿雸A盤型制球設(shè)備中，在16 40目細砂上噴灑黏結(jié)劑，在圓盤型制球機上均勻鋪設(shè)一層60 200目細粉，滾動成大小均勻的球體；(6).晶化燒結(jié)熱處理將上述制成的球體裝入模具內(nèi)，放入晶化燒結(jié)窯爐內(nèi)進行晶化燒結(jié)熱處理，晶化燒結(jié)溫度750 180°C，晶化燒結(jié)保溫時間10 60分鐘；(7).退火出窯在晶化發(fā)泡窯內(nèi)直接退火，退火至溫度150 200°C，時間3 10小時，出窯冷卻；(8).脫模把模具內(nèi)的成型的實心微晶球取出，充分冷卻；(9).篩分按不同直徑大小球體，利用振動篩進行篩分歸類；(10).檢驗和包裝對實心微晶球進行檢驗，經(jīng)檢驗合格，包裝即為實心微晶球成品，待佳口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實心微晶球的生產(chǎn)方法，其特征在于制球和晶化燒結(jié)熱處理工藝，選用16 40目細砂和60 200目細粉和圓盤型制球設(shè)備，生產(chǎn)出合格的球體， 以保證晶化燒結(jié)熱處理后具有實心結(jié)構(gòu)的晶體相和玻璃相的復(fù)合材質(zhì)球體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實心微晶球的生產(chǎn)方法，其特征是其生產(chǎn)工藝分四大步第一步生產(chǎn)出合格的微晶熔塊料；第二步烘干粉碎后的粉料并利用制球設(shè)備制成待燒球體；第三步晶化燒結(jié)窯爐按特定溫度制度，受控晶化燒結(jié)出實心微晶球；第四步是篩分檢驗及包裝；第一步就是把特定組成的原料攪拌混合均勻后，經(jīng)輸送設(shè)備和加料設(shè)備，連續(xù)不斷地均勻投入熔化池爐內(nèi)，出來的玻璃液料柱用冷水淬成顆粒料；第二步就是把這些顆粒料烘干并把烘干好微晶顆粒料利用粉碎設(shè)備，制成16 40目細砂和60 200目細粉， 在16 40目細砂上噴灑黏結(jié)劑，在圓盤型制球機上均勻鋪設(shè)一層60 200目細粉，滾動成大小均勻的球體；第三步將上述球體裝入模具內(nèi)，放入晶化燒結(jié)窯爐內(nèi)進行晶化燒結(jié)熱處理，熱處理完畢，脫模，得到實心微晶球；第四步對實心微晶球按不同直徑要求，利用振動篩進行篩分歸類，經(jīng)檢驗合格的產(chǎn)品，包裝后即為實心微晶球成品；本生產(chǎn)工藝特點是一是微晶熔塊的生產(chǎn)；二是制粉工藝；三是制球工藝，這一步?jīng)Q定了產(chǎn)品質(zhì)量和規(guī)格，影響產(chǎn)品合格率；四是晶化燒結(jié)熱處理，即通過特定的溫度制度控制微晶體大小、實心微晶球的燒結(jié)程度，進而決定了實心微晶球性能，是最為關(guān)鍵的一步，采用快速燒成工藝；五是篩分歸類， 檢驗及包裝，由于產(chǎn)品自身重量比較輕，便于運輸，比較適合于自動化流水作業(yè)生產(chǎn)線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實心微晶球的生產(chǎn)方法，其特征在于其生產(chǎn)流程是由原料1、混合輸送2、熔化3、水淬4、烘干5、粉磨6、制球7、晶化燒結(jié)熱處理8、退火9、脫模冷卻10、篩分11、檢驗12、包裝成品13組成；用本發(fā)明方法生產(chǎn)的實心微晶球，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)是有玻璃相和晶體相組成復(fù)合材料，主晶相主要為β—娃灰石，其理化性能指標 比重2. 55 2. 7耐酸率>98%莫式硬度:6. 0 8. 5抗壓強度320 420mpa吸水率<0. 1%耐堿率>96%耐熱溫度450 750 V。
全文摘要
本發(fā)明一種實心微晶球的生產(chǎn)方法，其目的就是合理利用資源豐富的礦產(chǎn)品，經(jīng)簡單加工后，按特定組份的配方，在特定的溫度制度和生產(chǎn)工藝條件下生產(chǎn)出一種新型中低檔綠色環(huán)保的實心微晶球，其結(jié)構(gòu)材質(zhì)是由玻璃相和晶體相組成的復(fù)相固體材料，能普及應(yīng)用于陶瓷、水泥、化工油漆、涂料、顏料、醫(yī)療、化妝品等行業(yè)細粉處理設(shè)備的中低檔研磨介質(zhì)和填充料。本發(fā)明的一種實心微晶球生產(chǎn)方法，適合工業(yè)化批量生產(chǎn)，大大降低晶化溫度，縮短晶化保溫時間，提高勞動生產(chǎn)率，節(jié)省能源，資源綜合有效利用，進而大幅度地降低產(chǎn)品成本等特點。
文檔編號C03C10/14GK102557457SQ201110446998
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者梁東成, 趙保華, 趙玉嶺, 鄒辭陽 申請人:淄博鈺晶新型材料科技有限公司