[发明专利]一种井下防静电陶瓷托辊及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种井下防静电陶瓷托辊及其制备方法，属大型皮带运输机械配件技术领域。

背景技术

大型煤矿井下皮带运输机的钢制托辊与皮带机高速运转摩擦会产生静电，静电电荷聚集多了极易产生火花引发瓦斯爆炸。目前，陶瓷托辊因具有较好的耐磨性能和绝缘性能而成为钢制托辊的替代品被广泛应用。但现有陶瓷托辊一般都是采用普通陶瓷材料制作而成，不具有导电性，随着陶瓷托辊与皮带机高速运转摩擦时间延长，不能及时将陶瓷托辊表面聚集的电荷释放掉，仍会产生静电火花引发瓦斯爆炸，危及煤矿工人生命安全及生产作业安全。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种采用碳化硅、氧化铜、氧化镍与坯料按一定比例配制，通过常压高温烧造；既具有导电、防静电性能，又具有重量轻、硬度高、耐磨、耐酸碱、防水、防冻的特点。解决现有陶瓷托辊采用不具有导电性能的陶瓷材料制作，不能及时释放电荷以致产生静电火花引发瓦斯爆炸，危及煤矿工人生命安全及生产作业安全问题的井下防静电陶瓷托辊及其制备方法。

本发明是通过如下的技术方案来实现上述目的的：

一种井下防静电陶瓷托辊，其特征在于：它由下述重量百分比的原料制成：

瓷石29%、高岭土25%、紫木节14%、钠长石10%、黑粘土6%、钾长石8%、碳化硅粉8%；

一种用于上述井下防静电陶瓷托辊的制备方法如下：

第一步：原矿原料破碎、风化：

分别将在水浸和自然风化条件下不能物理分解的瓷石、钾长石、钠长石、碳化硅通过雷蒙磨进行粉磨后，通过粉末振动筛筛分使原料粒度≧100目，细度合格的矿粉分别入仓储存，过筛后的余料二次粉磨；其余能在水浸和自然风化条件下物理分解的原料露天堆放30天以上备用；

 第二步：料浆制备：

按上述原料配方的重量百分比，取破碎后粒度≧100目的瓷石、钾长石、钠长石、碳化硅粉和风化后的高岭土、紫木节、黑粘土放入球磨机，球磨机内的研磨介质为含硅量98%以上、粒度直径为150mm～250mm的石头，按石头︰料︰水=1.5︰1︰1的重量比例加入球磨机中研磨，研磨9～10小时，放浆时通过250目振动筛筛分，保证料浆细度≧250目； 

第三步：料浆均化：

将球磨好的料浆注入沉浆池中，通过螺旋搅拌机匀速搅拌30分钟，使料浆充分混合均化，螺旋搅拌机的转速为750r/min；

第四步：滤泥：

将混合后的料浆通过液压双缸泵注入布带式滤泥机，滤除水分制成泥饼，通过调整液压双缸泵的压力和注入时间将泥饼含水量控制在18%～20%范围；

第五步：练泥、存腐：

对滤水后的泥饼放入粗练机中挤出，重复两次使泥料各种化学组分充分混合，粗炼挤出的泥段放置在阴凉处存放一周进行存腐，让泥料中的有机物腐烂分解；

第六步：毛坯挤出成型：

根据《带式输送机设计手册》规定的托辊规格，对粗练存腐后的原料进行挤出成型；挤出成型采用真空练泥机，要求真空度≧15kmp，挤出毛坯含水量保持在18%；

 第七步：将含水量保持在18%的毛坯放在干燥架上阴干2天，室温≧5⁰C.使毛坯的含水量降至12～14%；

第八步：将含水量在12～14%的毛坯进行高温干燥，干燥温度为65⁰C，干燥时间为1天，使混合泥的含水量进一步降至2～4％；

第九步：生坯车制：

将含水量为2～4％的毛坯在成型车床上加工，使其外形尺寸控制在国标（GB/10595-2009）所规定的关于托辊部分的要求，表面打磨去除附着物，车制的外形尺寸预留3mm加工余量；

第十步：高温烧制：

将车制好的生坯放进窑炉中烧制，烧制温度为1310⁰C，烧制时间为45小时，烧制出陶瓷辊体；其烧制升温曲线的控制如下：

30⁰C～120⁰C，   升温速度30⁰C∕小时，升温时间3小时；

120⁰C～360⁰C，  升温速度20⁰C∕小时，升温时间12小时；

360⁰C～860⁰C，  升温速度50⁰C∕小时，升温时间10小时；