[发明专利]一种用搅拌式砂磨制备高强度瓷绝缘子坯料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及材料制备技术，进一步是指用搅拌式砂磨制备高强度瓷绝缘子坯料，适合制备各种高强度悬式瓷绝缘子、棒形瓷绝缘子和空心瓷绝缘子等。

背景技术

高强度瓷绝缘子是高压输变电线路和设备的关键元器件，主要起电气绝缘和支撑固定的作用。随着我国超高压和特高压输变电工程的发展，对瓷绝缘材料的机械强度和可靠性的要求越来越高。为了提高瓷绝缘子的机械强度，通常以铝矾土的形式引入高强度的刚玉颗粒来增强瓷绝缘材料。目前国内生产高强度瓷绝缘子坯料的方法是，将铝矾土、高岭土和长石等天然矿物按配方称量后在球磨机中混合并研磨到所需的细度。然而，将高强度高硬度的刚玉颗粒研磨到所需的细度要比传统的长石和粘土等原料困难许多。因此，在制备高强度瓷绝缘子时，一般采用分两次加料的球磨工艺，即先将矾土、长石等硬质原料研磨到一定细度后，再加入易磨的粘土原料。这种工艺虽然有助于矾土、长石颗粒的细化，但研磨效率低，通常需球磨15小时-20小时，且颗粒分布范围宽。长时间的球磨使研磨体的磨耗增大，特别是以燧石或海卵石等硅质球石为研磨体时，球磨过程中球石的磨损占被研磨物料的1％-3％，即导致坯料中的SiO₂含量提高了1％-3％，这对高强度瓷绝缘子的机械强度和可靠性是非常不利的。

尽管一些新型的高效研磨设备和技术在粉体工程技术中获得应用，例如，气流磨通过物料间自身的高速碰撞可制备平均粒径在3微米以下的粉体，且研磨过程中对物料的污染很小，但设备投资较大，运行噪声大，除尘要求高。振动球磨通过高频振动加速了物料与球石之间的撞击频率，因而研磨效率是滚筒式球磨的10倍甚至更高，但同样存在设备运行噪声大、因振动易致部件的疲劳损坏等问题。上述两种研磨方法均主要靠物料间的碰撞破碎，所得到的颗粒棱角多，流动性差，且均只适合单一物料的干法研磨，对多组份且具有不同硬度和密度的瓷绝缘子原料的研磨并不合适。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对传统球磨方法存在的研磨效率低、颗粒分布范围宽等不足，提出一种用搅拌式砂磨制备高强度瓷绝缘子坯料的方法，它在确保瓷绝缘子坯料工艺性能的前提下，能最大限度地提高研磨效率，并缩小颗粒的分布范围，所得粉体的颗粒形状近球形，流动性好，有利于改善瓷绝缘子产品的显微结构；通过改善瓷绝缘子坯料的均匀性，达到提高瓷绝缘子产品机械强度、电气绝缘强度和运行可靠性的目的；还可促进瓷绝缘子制备过程中的节能降耗和清洁生产，有效降低高强度瓷绝缘子产品的制造成本。

本发明的技术方案为，所述用搅拌式砂磨制备高强度瓷绝缘子坯料的方法有以下步骤：

(1)将硬质原料铝矾土、长石先用雷蒙磨或其他已有粉碎设备研磨到100μm以下细度，然后配制成含水量在40％-60％的流动性和悬浮性良好的浆料；

如果原料已达到细度要求，则直接配制浆料；

(2)将所述浆料用气动隔膜泵连续送入搅拌式砂磨机的下部入口；砂磨机磨腔内壁衬刚玉陶瓷或聚氨脂，搅拌器外表用聚氨脂包覆，磨腔内填充φ2.5mm-3.5mm的中铝刚玉瓷砂或高铝刚玉瓷砂，待浆料填充满砂磨机磨腔体时，启动搅拌器；

(3)浆料在搅拌器以500转/分钟-1000转/分钟的高速运转带动下与刚玉瓷砂产生高效率的研磨作用，同时，在下部入口的供浆压力作用下使浆料逐步向上流动，到达上部出口时即完成一个研磨周期；完成一个研磨周期的时间根据物料硬度和所要求的细度不同，在3分钟-30分钟内调节；

(4)经研磨后的浆料在0.3MPa-0.8MPa的压力作用下送入水力旋流分离器，使达到细度要求的颗粒分离出去，而尚未达到细度要求的少量粗颗粒则被返回到搅拌式砂磨机入口进行第二个周期的研磨，直至达到细度要求。

以下对本发明做出进一步说明。

本发明的步骤(1)中所述其他已有粉碎设备可以是球磨机、气流磨机或振动磨机等；研磨到100μm以下细度是指原料能全部通过孔径为100μm的分析筛。

本发明的步骤(2)中所述砂磨机磨腔内壁衬刚玉陶瓷或聚氨脂的初始厚度应不小于10mm，当磨损至厚度小于5mm时应及时更换。

本发明的步骤(2)中所述中铝刚玉瓷砂可以是氧化铝含量不低于60％的耐磨刚玉质瓷球，高铝刚玉瓷砂可以是氧化铝含量不低于90％的耐磨刚玉质瓷球。

本发明的步骤(3)中所述调节一个研磨周期时间的方法可以是通过调节气动隔膜泵的工作频率来调节进浆量和进浆压力，从而控制浆料在砂磨机腔体内的停留时间。