[发明专利]一种井下防静电陶瓷托辊及其制备方法

摘要

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。它由瓷石、高岭土、紫木节、钠长石、黑粘土、钾长石、碳化硅粉等原料按一定重量百分比配制后，再通过料浆制备，料浆均化，滤泥，练泥、存腐，毛坯挤出成型，生坯车制，高温烧制，精磨制成。它是利用碳化硅具有的半导体电性和高温抗氧化、导热、抗熔融以及掺入一定杂质即具有导电性能的特性，使陶瓷托辊既具有导电、防静电性能，又具有重量轻、硬度高、耐磨、耐酸碱、防水等特点。解决了现有陶瓷托辊采用普通的不具有导电性的陶瓷材料制作，不能及时释放电荷，导致产生静电火花引发瓦斯爆炸，危及煤矿工人生命及生产作业安全的问题。且使用安全可靠、使用寿命长。

主权项

1.一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；860⁰C～1070⁰C， 升温速度30⁰C∕小时，升温时间7小时；停止升温，氧化气氛下保温2小时；1070⁰C～1310⁰C，升温速度30⁰C∕小时，升温时间8小时；还原气氛下保温3小时；第十一步：自然冷却至室温后出窑，检测陶瓷辊体；检测内容：1、外观质量陶瓷托辊外观应为乳白色、浅黄色或青白色的颜色，表面整洁，无气泡，防水、防灰，无落渣、裂缝现象；2、陶瓷辊体的物理、化学性能指标第十二步：将检测合格的陶瓷辊体的两端磨制出轴承位，再与芯轴、轴承进行组装，组装完后进行密封；第十三步：对第十二步深加工处理后的陶瓷托辊进行精磨，精磨的检验标准如下：1、直径偏差应符合表1的规定要求；表1 直径偏差要求直径mm89108133159偏差范围mm+1～-1+2～-1+2～-1+2～-32、长度偏差要求应符合表2的规定；表2 长度偏差要求长度mm133～380400～530580～10001150～1800偏差范围mm0～-20～-30～-30～-5第十四步：对精磨后的井下防静电陶瓷托辊成品进行检测，检测合格后包装入库；检测标准：《MT821-2006煤矿用带式输送机托辊标准》。