電瓷生產中瓷砂的生產工藝及回收利用

侯慶華+高國玲

摘 要：本文研究了在高壓瓷絕緣子生產中瓷砂對瓷體強度的影響，瓷砂生產工藝的改進，以及瓷砂的回收利用。為瓷絕緣子生產行業的制砂工藝提供了一種新的思路，對于簡化生產工藝流程及降低成本，提高瓷砂的利用率，具有較強的指導意義。

關鍵詞：絕緣子；瓷砂；回收

1 前言

在電瓷生產過程中，由于瓷絕緣子要與金屬法蘭通過水泥連接在一起，為增加瓷體和法蘭的連接強度，絕緣子的上下脖的膠裝部位要上一層瓷砂，瓷砂與坯體之間用膠粘劑粘接，經高溫燒成之后瓷砂與坯體牢固的結合在一起，燒好的瓷件經切割研磨之后，通過水泥膠合劑與金屬法蘭膠裝成成品。瓷體從上砂到最后膠裝的示意圖如圖1、圖2、圖3所示。

2 瓷砂對瓷體強度的影響

2.1 瓷砂的膨脹系數對瓷體強度的影響

采用熱膨脹系數略小于瓷的熱膨脹系數的瓷砂，比同質瓷砂（用生產電瓷的泥漿制作的瓷砂）的強度要高，即要求α砂<α瓷。若考慮上砂后需要噴壓砂釉，瓷與釉的熱膨脹系數的合理匹配會直接影響到釉對瓷的強度。燒成后，瓷砂是半埋入釉層后粘結在瓷件膠裝部位的表面，故進一步提出對瓷砂的熱膨脹性能的要求。即α釉≤α砂<α瓷。 表1為筆者公司瓷砂、壓砂釉、瓷坯熱膨脹系數情況。瓷砂的膨脹系數對強度的影響如表2所示。

2.2 瓷砂的吸水率對瓷體強度的影響

瓷砂吸水率過高，瓷體燒成后瓷砂收縮過大，容易產生爆砂；瓷砂吸水率過低，與坯體之間的粘接不牢固，上砂后容易造成瓷砂脫落，如：膠裝部位缺砂嚴重，會導致膠裝后產品的強度降低。經反復實驗，當吸水率在3%～8%之間時，瓷砂與坯體和瓷體結合的最為牢固。瓷砂吸水率對產品強度的影響如表3所示。

2.3 瓷砂的粒度大小對瓷體強度的影響

瓷砂的粒度大小為12～20目之間，上砂后要求堆砂高度小余3 mm，單個缺砂面積小于25 mm2，膠裝部位缺砂總面積小于100 mm2，瓷砂分布為30～50粒/cm2，如果缺砂面積過大或堆砂過高都會對產品的強度產生影響。

2.4 瓷砂的形狀對瓷體強度的影響

長方體或圓柱體瓷砂，因與瓷坯接觸面積大，容易粘接，目前被國內大多數電瓷生產廠家采用。只有少數出口產品因特殊要求使用球形瓷砂。使用球形瓷砂的產品強度略小于使用圓柱型或長方體瓷砂的產品。

3 瓷砂制作工藝的研究

由于瓷砂對瓷體強度的影響很大，如何制備出性能更好、更經濟的瓷砂是本文研究的重點。本文從瓷砂的制備工藝方面進行分析，以期打破傳統工藝而制得高強度的產品。傳統瓷砂工藝流程示意圖如圖4所示，新型瓷砂工藝流程示意圖如圖5所示。

由圖4與圖5對比可知，兩者在工藝上所存在的差異如下：

（1） 傳統上生產的瓷砂為特定的配方，將各種原料裝入球磨機研磨至要求的細度后才能放磨，浪費了大量的人力、物力。而現用制作方法為生產中的泥漿加入325目全通過的高鋁礬土在泥漿池中攪拌均勻即可使用。

（2） 傳統瓷砂的燒成在特定的小煤氣窯中完成，燒成溫度為1050 ℃，燒成時間為36 h，既浪費人力又浪費能源。而現用瓷砂在大生產用的窯爐中燒成，不占用窯爐自身的有效空間，燃氣的使用量可以忽略不計。

（3） 傳統的瓷砂上砂之后落地的瓷砂因吸水率較高，清洗時容易破碎，無法回收。而現用瓷砂上砂后落地的瓷砂回收率達到80%，而且能夠重復使用，并且不影響產品的性能。

（4） 兩種工藝生產的瓷砂產品的強度也有很大的區別，其詳情如表4所示。

由表4可知，使用新工藝生產的瓷砂膠裝后產品的強度大于原來瓷砂膠裝產品的強度。

4 落地瓷砂的回收

使用老工藝制得的瓷砂的吸水率為7.45%，筆者公司曾嘗試回收使用，因瓷砂強度不夠，在回收的過程中要對落地的瓷砂進行清洗除臟，瓷砂很容易破碎，回收率很低，一直未能成功。采用新工藝制得的瓷砂，吸水率為3.15%，瓷砂比較堅硬致密，容易清洗和干燥，在回收的過程中基本上沒有破碎現象，故很容易進行回收再利用，大大降低了生產成本。落地砂回收工藝流程示意圖如圖6所示。

5 結語

瓷砂對高壓電瓷產品的強度有著非重要的作用，使用新工藝制作的瓷砂，簡化了生產工藝流程，節約了大量的人力、物力，提高了產品的性能。新工藝制得的瓷砂可以回收重復利用，使生產效率大幅提高，生產成本大幅降低。目前新工藝的瓷砂已經正式使用，并取得了良好的效果。

摘 要：本文研究了在高壓瓷絕緣子生產中瓷砂對瓷體強度的影響，瓷砂生產工藝的改進，以及瓷砂的回收利用。為瓷絕緣子生產行業的制砂工藝提供了一種新的思路，對于簡化生產工藝流程及降低成本，提高瓷砂的利用率，具有較強的指導意義。

關鍵詞：絕緣子；瓷砂；回收

1 前言

在電瓷生產過程中，由于瓷絕緣子要與金屬法蘭通過水泥連接在一起，為增加瓷體和法蘭的連接強度，絕緣子的上下脖的膠裝部位要上一層瓷砂，瓷砂與坯體之間用膠粘劑粘接，經高溫燒成之后瓷砂與坯體牢固的結合在一起，燒好的瓷件經切割研磨之后，通過水泥膠合劑與金屬法蘭膠裝成成品。瓷體從上砂到最后膠裝的示意圖如圖1、圖2、圖3所示。

2 瓷砂對瓷體強度的影響

2.1 瓷砂的膨脹系數對瓷體強度的影響

采用熱膨脹系數略小于瓷的熱膨脹系數的瓷砂，比同質瓷砂（用生產電瓷的泥漿制作的瓷砂）的強度要高，即要求α砂<α瓷。若考慮上砂后需要噴壓砂釉，瓷與釉的熱膨脹系數的合理匹配會直接影響到釉對瓷的強度。燒成后，瓷砂是半埋入釉層后粘結在瓷件膠裝部位的表面，故進一步提出對瓷砂的熱膨脹性能的要求。即α釉≤α砂<α瓷。 表1為筆者公司瓷砂、壓砂釉、瓷坯熱膨脹系數情況。瓷砂的膨脹系數對強度的影響如表2所示。

2.2 瓷砂的吸水率對瓷體強度的影響

瓷砂吸水率過高，瓷體燒成后瓷砂收縮過大，容易產生爆砂；瓷砂吸水率過低，與坯體之間的粘接不牢固，上砂后容易造成瓷砂脫落，如：膠裝部位缺砂嚴重，會導致膠裝后產品的強度降低。經反復實驗，當吸水率在3%～8%之間時，瓷砂與坯體和瓷體結合的最為牢固。瓷砂吸水率對產品強度的影響如表3所示。

2.3 瓷砂的粒度大小對瓷體強度的影響

瓷砂的粒度大小為12～20目之間，上砂后要求堆砂高度小余3 mm，單個缺砂面積小于25 mm2，膠裝部位缺砂總面積小于100 mm2，瓷砂分布為30～50粒/cm2，如果缺砂面積過大或堆砂過高都會對產品的強度產生影響。

2.4 瓷砂的形狀對瓷體強度的影響

長方體或圓柱體瓷砂，因與瓷坯接觸面積大，容易粘接，目前被國內大多數電瓷生產廠家采用。只有少數出口產品因特殊要求使用球形瓷砂。使用球形瓷砂的產品強度略小于使用圓柱型或長方體瓷砂的產品。

3 瓷砂制作工藝的研究

由于瓷砂對瓷體強度的影響很大，如何制備出性能更好、更經濟的瓷砂是本文研究的重點。本文從瓷砂的制備工藝方面進行分析，以期打破傳統工藝而制得高強度的產品。傳統瓷砂工藝流程示意圖如圖4所示，新型瓷砂工藝流程示意圖如圖5所示。

由圖4與圖5對比可知，兩者在工藝上所存在的差異如下：

（1） 傳統上生產的瓷砂為特定的配方，將各種原料裝入球磨機研磨至要求的細度后才能放磨，浪費了大量的人力、物力。而現用制作方法為生產中的泥漿加入325目全通過的高鋁礬土在泥漿池中攪拌均勻即可使用。

（2） 傳統瓷砂的燒成在特定的小煤氣窯中完成，燒成溫度為1050 ℃，燒成時間為36 h，既浪費人力又浪費能源。而現用瓷砂在大生產用的窯爐中燒成，不占用窯爐自身的有效空間，燃氣的使用量可以忽略不計。

（3） 傳統的瓷砂上砂之后落地的瓷砂因吸水率較高，清洗時容易破碎，無法回收。而現用瓷砂上砂后落地的瓷砂回收率達到80%，而且能夠重復使用，并且不影響產品的性能。

（4） 兩種工藝生產的瓷砂產品的強度也有很大的區別，其詳情如表4所示。

由表4可知，使用新工藝生產的瓷砂膠裝后產品的強度大于原來瓷砂膠裝產品的強度。

4 落地瓷砂的回收

使用老工藝制得的瓷砂的吸水率為7.45%，筆者公司曾嘗試回收使用，因瓷砂強度不夠，在回收的過程中要對落地的瓷砂進行清洗除臟，瓷砂很容易破碎，回收率很低，一直未能成功。采用新工藝制得的瓷砂，吸水率為3.15%，瓷砂比較堅硬致密，容易清洗和干燥，在回收的過程中基本上沒有破碎現象，故很容易進行回收再利用，大大降低了生產成本。落地砂回收工藝流程示意圖如圖6所示。

5 結語

瓷砂對高壓電瓷產品的強度有著非重要的作用，使用新工藝制作的瓷砂，簡化了生產工藝流程，節約了大量的人力、物力，提高了產品的性能。新工藝制得的瓷砂可以回收重復利用，使生產效率大幅提高，生產成本大幅降低。目前新工藝的瓷砂已經正式使用，并取得了良好的效果。

摘 要：本文研究了在高壓瓷絕緣子生產中瓷砂對瓷體強度的影響，瓷砂生產工藝的改進，以及瓷砂的回收利用。為瓷絕緣子生產行業的制砂工藝提供了一種新的思路，對于簡化生產工藝流程及降低成本，提高瓷砂的利用率，具有較強的指導意義。

關鍵詞：絕緣子；瓷砂；回收

1 前言

在電瓷生產過程中，由于瓷絕緣子要與金屬法蘭通過水泥連接在一起，為增加瓷體和法蘭的連接強度，絕緣子的上下脖的膠裝部位要上一層瓷砂，瓷砂與坯體之間用膠粘劑粘接，經高溫燒成之后瓷砂與坯體牢固的結合在一起，燒好的瓷件經切割研磨之后，通過水泥膠合劑與金屬法蘭膠裝成成品。瓷體從上砂到最后膠裝的示意圖如圖1、圖2、圖3所示。

2 瓷砂對瓷體強度的影響

2.1 瓷砂的膨脹系數對瓷體強度的影響

采用熱膨脹系數略小于瓷的熱膨脹系數的瓷砂，比同質瓷砂（用生產電瓷的泥漿制作的瓷砂）的強度要高，即要求α砂<α瓷。若考慮上砂后需要噴壓砂釉，瓷與釉的熱膨脹系數的合理匹配會直接影響到釉對瓷的強度。燒成后，瓷砂是半埋入釉層后粘結在瓷件膠裝部位的表面，故進一步提出對瓷砂的熱膨脹性能的要求。即α釉≤α砂<α瓷。 表1為筆者公司瓷砂、壓砂釉、瓷坯熱膨脹系數情況。瓷砂的膨脹系數對強度的影響如表2所示。

2.2 瓷砂的吸水率對瓷體強度的影響

瓷砂吸水率過高，瓷體燒成后瓷砂收縮過大，容易產生爆砂；瓷砂吸水率過低，與坯體之間的粘接不牢固，上砂后容易造成瓷砂脫落，如：膠裝部位缺砂嚴重，會導致膠裝后產品的強度降低。經反復實驗，當吸水率在3%～8%之間時，瓷砂與坯體和瓷體結合的最為牢固。瓷砂吸水率對產品強度的影響如表3所示。

2.3 瓷砂的粒度大小對瓷體強度的影響

瓷砂的粒度大小為12～20目之間，上砂后要求堆砂高度小余3 mm，單個缺砂面積小于25 mm2，膠裝部位缺砂總面積小于100 mm2，瓷砂分布為30～50粒/cm2，如果缺砂面積過大或堆砂過高都會對產品的強度產生影響。

2.4 瓷砂的形狀對瓷體強度的影響

長方體或圓柱體瓷砂，因與瓷坯接觸面積大，容易粘接，目前被國內大多數電瓷生產廠家采用。只有少數出口產品因特殊要求使用球形瓷砂。使用球形瓷砂的產品強度略小于使用圓柱型或長方體瓷砂的產品。

3 瓷砂制作工藝的研究

由于瓷砂對瓷體強度的影響很大，如何制備出性能更好、更經濟的瓷砂是本文研究的重點。本文從瓷砂的制備工藝方面進行分析，以期打破傳統工藝而制得高強度的產品。傳統瓷砂工藝流程示意圖如圖4所示，新型瓷砂工藝流程示意圖如圖5所示。

由圖4與圖5對比可知，兩者在工藝上所存在的差異如下：

（1） 傳統上生產的瓷砂為特定的配方，將各種原料裝入球磨機研磨至要求的細度后才能放磨，浪費了大量的人力、物力。而現用制作方法為生產中的泥漿加入325目全通過的高鋁礬土在泥漿池中攪拌均勻即可使用。

（2） 傳統瓷砂的燒成在特定的小煤氣窯中完成，燒成溫度為1050 ℃，燒成時間為36 h，既浪費人力又浪費能源。而現用瓷砂在大生產用的窯爐中燒成，不占用窯爐自身的有效空間，燃氣的使用量可以忽略不計。

（3） 傳統的瓷砂上砂之后落地的瓷砂因吸水率較高，清洗時容易破碎，無法回收。而現用瓷砂上砂后落地的瓷砂回收率達到80%，而且能夠重復使用，并且不影響產品的性能。

（4） 兩種工藝生產的瓷砂產品的強度也有很大的區別，其詳情如表4所示。

由表4可知，使用新工藝生產的瓷砂膠裝后產品的強度大于原來瓷砂膠裝產品的強度。

4 落地瓷砂的回收

使用老工藝制得的瓷砂的吸水率為7.45%，筆者公司曾嘗試回收使用，因瓷砂強度不夠，在回收的過程中要對落地的瓷砂進行清洗除臟，瓷砂很容易破碎，回收率很低，一直未能成功。采用新工藝制得的瓷砂，吸水率為3.15%，瓷砂比較堅硬致密，容易清洗和干燥，在回收的過程中基本上沒有破碎現象，故很容易進行回收再利用，大大降低了生產成本。落地砂回收工藝流程示意圖如圖6所示。

5 結語

瓷砂對高壓電瓷產品的強度有著非重要的作用，使用新工藝制作的瓷砂，簡化了生產工藝流程，節約了大量的人力、物力，提高了產品的性能。新工藝制得的瓷砂可以回收重復利用，使生產效率大幅提高，生產成本大幅降低。目前新工藝的瓷砂已經正式使用，并取得了良好的效果。