專利名稱：一種井下防靜電陶瓷托輥及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種井下防靜電陶瓷托輥及其制備方法，屬大型皮帶運(yùn)輸機(jī)械配件技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
大型煤礦井下皮帶運(yùn)輸機(jī)的鋼制托輥與皮帶機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)摩擦?xí)a(chǎn)生靜電，靜電電荷聚集多了極易產(chǎn)生火花引發(fā)瓦斯爆炸。目前，陶瓷托輥因具有較好的耐磨性能和絕緣性能而成為鋼制托輥的替代品被廣泛應(yīng)用。但現(xiàn)有陶瓷托輥一般都是采用普通陶瓷材料制作而成，不具有導(dǎo)電性，隨著陶瓷托輥與皮帶機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)摩擦?xí)r間延長(zhǎng)，不能及時(shí)將陶瓷托輥表面聚集的電荷釋放棹，仍會(huì)產(chǎn)生靜電火花引發(fā)瓦斯爆炸，危及煤礦工人生命安全及生產(chǎn)作業(yè)安全。

發(fā)明內(nèi)容
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本發(fā)明的目的在于，提供一種采用碳化硅、氧化銅、氧化鎳與坯料按一定比例配制，通過常壓高溫?zé)欤患染哂袑?dǎo)電、防靜電性能，又具有重量輕、硬度高、耐磨、耐酸堿、防水、防凍的特點(diǎn)。解決現(xiàn)有陶瓷托輥采用不具有導(dǎo)電性能的陶瓷材料制作，不能及時(shí)釋放電荷以致產(chǎn)生靜電火花引發(fā)瓦斯爆炸，危及煤礦工人生命安全及生產(chǎn)作業(yè)安全問題的井下防靜電陶瓷托輥及其制備方法。本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)上述目的的
ー種井下防靜電陶瓷托輥，其特征在于它由下述重量百分比的原料制成
瓷石29%、高嶺土 25%、紫木節(jié)14%、鈉長(zhǎng)石10%、黑粘土 6%、鉀長(zhǎng)石8%、碳化硅粉8% ；
一種用于上述井下防靜電陶瓷托輥的制備方法如下
第一歩原礦原料破碎、風(fēng)化
分別將在水浸和自然風(fēng)化條件下不能物理分解的瓷石、鉀長(zhǎng)石、鈉長(zhǎng)石、碳化硅通過雷蒙磨進(jìn)行粉磨后，通過粉末振動(dòng)篩篩分使原料粒度ぎ100目，細(xì)度合格的礦粉分別入倉(cāng)儲(chǔ)存，過篩后的余料二次粉磨；其余能在水浸和自然風(fēng)化條件下物理分解的原料露天堆放30天以上備用；
第二步料漿制備
按上述原料配方的重量百分比，取破碎后粒度ぎ100目的瓷石、鉀長(zhǎng)石、鈉長(zhǎng)石、碳化硅粉和風(fēng)化后的高嶺土、紫木節(jié)、黑粘土放入球磨機(jī)，球磨機(jī)內(nèi)的研磨介質(zhì)為含硅量98%以上、粒度直徑為150mm 250mm的石頭，按石頭料水=I. 5 I I的重量比例加入球磨機(jī)中研磨，研磨9 10小時(shí)，放漿時(shí)通過250目振動(dòng)篩篩分，保證料漿細(xì)度き250目；第三步料漿均化
將球磨好的料漿注入沉漿池中，通過螺旋攪拌機(jī)勻速攪拌30分鐘，使料漿充分混合均化，螺旋攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速為750r/min ；
第四歩濾泥將混合后的料漿通過液壓雙缸泵注入布帶式濾泥機(jī)，濾除水分制成泥餅，通過調(diào)整液壓雙缸泵的壓力和注入時(shí)間將泥餅含水量控制在18% 20%范圍；
第五步練泥、存腐
對(duì)濾水后的泥餅放入粗練機(jī)中擠出，重復(fù)兩次使泥料各種化學(xué)組分充分混合，粗煉擠出的泥段放置在陰涼處存放一周進(jìn)行存腐，讓泥料中的有機(jī)物腐爛分解；
第六步毛坯擠出成型
根據(jù)《帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》規(guī)定的托輥規(guī)格，對(duì)粗 練存腐后的原料進(jìn)行擠出成型；擠出成型采用真空練泥機(jī)，要求真空度ぎ15kmp，擠出毛坯含水量保持在18% ；
第七步將含水量保持在18%的毛坯放在干燥架上陰干2天，室溫ぎ5°C.使毛坯的含水量降至12 14% ；
第八步將含水量在12 14%的毛坯進(jìn)行高溫干燥，干燥溫度為65°C，干燥時(shí)間為I天，使混合泥的含水量進(jìn)ー步降至2 4% ;
第九步生坯車制
將含水量為2 4%的毛坯在成型車床上加工，使其外形尺寸控制在國(guó)標(biāo)(GB/10595-2009)所規(guī)定的關(guān)于托輥部分的要求，表面打磨去除附著物，車制的外形尺寸預(yù)留3mm加工余量；
第十步高溫?zé)?br> 將車制好的生坯放進(jìn)窯爐中燒制，燒制溫度為1310°C，燒制時(shí)間為45小時(shí)，燒制出陶瓷輥體；其燒制升溫曲線的控制如下
30°C 120°C， 升溫速度30°C /小時(shí)，升溫時(shí)間3小時(shí)；
120°C 360°C，升溫速度20°C /小時(shí)，升溫時(shí)間12小時(shí)；
360°C 860°C，升溫速度50°C /小時(shí)，升溫時(shí)間10小時(shí)；
860°C 1070°C,升溫速度30°C /小時(shí)，升溫時(shí)間7小時(shí)；
停止升溫，氧化氣氛下保溫2小時(shí)；
1070°C 1310°C，升溫速度30°C /小時(shí)，升溫時(shí)間8小時(shí)；
還原氣氛下保溫3小吋；
第十一歩自然冷卻至室溫后出窯，檢測(cè)陶瓷輥體；
檢測(cè)內(nèi)容
1、外觀質(zhì)量
陶瓷托輥外觀應(yīng)為乳白色、淺黃色或青白色的顔色，表面整潔，無氣泡，防水、防灰，無落渣、裂縫現(xiàn)象；
2、陶瓷輥體的物理、化學(xué)性能指標(biāo)
權(quán)利要求
1.ー種井下防靜電陶瓷托輥，其特征在于它由下述重量百分比的原料制成 瓷石29%、高嶺土 25%、紫木節(jié)14%、鈉長(zhǎng)石10%、黑粘土 6%、鉀長(zhǎng)石8%、碳化硅粉8% ； 一種用于上述井下防靜電陶瓷托輥的制備方法如下 第一歩原礦原料破碎、風(fēng)化 分別將在水浸和自然風(fēng)化條件下不能物理分解的瓷石、鉀長(zhǎng)石、鈉長(zhǎng)石、碳化硅通過雷蒙磨進(jìn)行粉磨后，通過粉末振動(dòng)篩篩分使原料粒度ぎ100目，細(xì)度合格的礦粉分別入倉(cāng)儲(chǔ)存，過篩后的余料二次粉磨；其余能在水浸和自然風(fēng)化條件下物理分解的原料露天堆放30天以上備用； 第二步料漿制備 按上述原料配方的重量百分比，取破碎后粒度ぎ100目的瓷石、鉀長(zhǎng)石、鈉長(zhǎng)石、碳化硅粉和風(fēng)化后的高嶺土、紫木節(jié)、黑粘土放入球磨機(jī)；球磨機(jī)內(nèi)的研磨介質(zhì)為含硅量98%以上、粒度直徑為150mm 250mm的石頭，按石頭料水=I. 5 I I的重量比例加入球磨機(jī)中研磨，研磨9 10小時(shí)，放漿時(shí)通過250目振動(dòng)篩篩分，保證料漿細(xì)度き250目；第三步料漿均化 將球磨好的料漿注入沉漿池中，通過螺旋攪拌機(jī)勻速攪拌30分鐘，使料漿充分混合均化，螺旋攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速為750r/min ； 第四歩濾泥 將混合后的料漿通過液壓雙缸泵注入布帶式濾泥機(jī)，濾除水分制成泥餅，通過調(diào)整液壓雙缸泵的壓力和注入時(shí)間將泥餅含水量控制在18% 20%范圍； 第五步練泥、存腐 對(duì)濾水后的泥餅放入粗練機(jī)中擠出，重復(fù)兩次使泥料各種化學(xué)組分充分混合，粗煉擠出的泥段放置在陰涼處存放一周進(jìn)行存腐，讓泥料中的有機(jī)物腐爛分解； 第六步毛坯擠出成型 根據(jù)《帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》規(guī)定的托輥規(guī)格，對(duì)粗練存腐后的原料進(jìn)行擠出成型；擠出成型采用真空練泥機(jī)，要求真空度ぎ15kmp，擠出毛坯含水量保持在18%; 第七步將含水量保持在18%的毛坯放在干燥架上陰干2天，室溫ぎ5°C.使毛坯的含水量降至12 14% ； 第八步將含水量在12 14%的毛坯進(jìn)行高溫干燥，干燥溫度為65°C，干燥時(shí)間為I天，使混合泥的含水量進(jìn)ー步降至2 4% ; 第九步生坯車制 將含水量為2 4%的毛坯在成型車床上加工，使其外形尺寸控制在國(guó)標(biāo)(GB/10595-2009)所規(guī)定的關(guān)于托輥部分的要求，表面打磨去除附著物，車制的外形尺寸預(yù)留3mm加工余量； 第十步高溫?zé)? 將車制好的生坯放進(jìn)窯爐中燒制，燒制溫度為1310°C，燒制時(shí)間為45小時(shí)，燒制出陶瓷輥體；其燒制升溫曲線的控制如下 30°C 120°C， 升溫速度30°C /小時(shí)，升溫時(shí)間3小時(shí)； 120°C 360°C，升溫速度20°C /小時(shí)，升溫時(shí)間12小時(shí)； 360°C 860°C，升溫速度50°C /小時(shí)，升溫時(shí)間10小時(shí)；860°C 1070°C,升溫速度30°C /小時(shí)，升溫時(shí)間7小時(shí)； 停止升溫，氧化氣氛下保溫2小時(shí)； 1070°C 1310°C，升溫速度30°C /小時(shí)，升溫時(shí)間8小時(shí)； 還原氣氛下保溫3小吋； 第十一歩自然冷卻至室溫后出窯，檢測(cè)陶瓷輥體； 檢測(cè)內(nèi)容 、 1、外觀質(zhì)量 陶瓷托輥外觀應(yīng)為乳白色、淺黃色或青白色的顔色，表面整潔，無氣泡，防水、防灰，無落渣、裂縫現(xiàn)象； 2、陶瓷輥體的物理、化學(xué)性能指標(biāo)
全文摘要
本發(fā)明涉及一種井下防靜電陶瓷托輥及其制備方法，屬大型皮帶運(yùn)輸機(jī)械配件技術(shù)領(lǐng)域。它由瓷石、高嶺土、紫木節(jié)、鈉長(zhǎng)石、黑粘土、鉀長(zhǎng)石、碳化硅粉等原料按一定重量百分比配制后，再通過料漿制備，料漿均化，濾泥，練泥、存腐，毛坯擠出成型，生坯車制，高溫?zé)?，精磨制成。它是利用碳化硅具有的半?dǎo)體電性和高溫抗氧化、導(dǎo)熱、抗熔融以及摻入一定雜質(zhì)即具有導(dǎo)電性能的特性，使陶瓷托輥既具有導(dǎo)電、防靜電性能，又具有重量輕、硬度高、耐磨、耐酸堿、防水等特點(diǎn)。解決了現(xiàn)有陶瓷托輥采用普通的不具有導(dǎo)電性的陶瓷材料制作，不能及時(shí)釋放電荷，導(dǎo)致產(chǎn)生靜電火花引發(fā)瓦斯爆炸，危及煤礦工人生命及生產(chǎn)作業(yè)安全的問題。且使用安全可靠、使用壽命長(zhǎng)。
文檔編號(hào)C04B33/13GK102674807SQ201210191359
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月12日
發(fā)明者楊宏發(fā) 申請(qǐng)人:湖北大地環(huán)保設(shè)備有限公司