劉雙秋

(唐山高壓電瓷有限公司 河北 唐山 063020)

等靜壓在電瓷生產(chǎn)中的應(yīng)用

劉雙秋

(唐山高壓電瓷有限公司 河北 唐山 063020)

高壓電瓷是高壓輸變電線路上的重要組成部分。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,高電壓等級(jí)不斷提高,超高壓、特高壓、大電流、大跨距電力線路不斷涌現(xiàn),因而對(duì)高壓電瓷的性能(特別是機(jī)械強(qiáng)度)要求越來(lái)越高。我公司普通高壓電瓷早已不再生產(chǎn);高強(qiáng)瓷也已經(jīng)在濕法生產(chǎn)的基礎(chǔ)上,發(fā)展到濕法、干法(等靜壓)同時(shí)生產(chǎn);目前等靜壓生產(chǎn)超高強(qiáng)瓷,適應(yīng)了電力行業(yè)對(duì)電瓷絕緣子越來(lái)越高的要求。

1 等靜壓生產(chǎn)

為了滿足更高電壓等級(jí)對(duì)電瓷強(qiáng)度的要求,生產(chǎn)中不斷提高材料中鋁質(zhì)材料的含量,以增加電瓷燒成后瓷質(zhì)中莫來(lái)石含量,增強(qiáng)瓷質(zhì)機(jī)械強(qiáng)度。這樣公司生產(chǎn)工藝配方中就引入了大量鋁礬土。鋁礬土是瘠性物料,它在坯泥中起減粘作用,可減小坯體的干燥收縮和變形,但同時(shí)它也減小了坯體的可塑性和結(jié)合能力。隨著鋁礬土加入量的增加,濕法成形的難度也增加了。公司為了能生產(chǎn)超高強(qiáng)度電瓷引進(jìn)了等靜壓生產(chǎn)線。等靜壓生產(chǎn)的電瓷具有瓷質(zhì)強(qiáng)度高、分散性小、生產(chǎn)周期短等特點(diǎn)。等靜壓生產(chǎn)的工藝流程為：配料→球磨過(guò)篩→級(jí)配→過(guò)篩除鐵→噴粉→壓制→修坯成形→上釉上砂→燒成→切割研磨→膠裝→養(yǎng)護(hù)→包裝。

1.1 配料

等靜壓生產(chǎn)線配方中,我廠引入了51%的鋁礬土。鋁礬土主要成分為A l2O3,燒成后產(chǎn)生大量的莫來(lái)石晶體,莫來(lái)石是具有高彈性模量的結(jié)構(gòu)組分,熱電性能和化學(xué)穩(wěn)定性好,大大提高了電瓷的機(jī)械強(qiáng)度。但是由于引入了大量的鋁礬土,使得坯體燒結(jié)溫度有了很大提高,為了降低燒成溫度,公司引入19%的長(zhǎng)石作為熔劑原料。由于長(zhǎng)石中氧化鉀和氧化鈉含量對(duì)坯體熔融溫度和高溫粘度的影響很大,公司選用了K2O+Na2O的含量大于14%的長(zhǎng)石。

公司坯料配方中其他原料還選用了優(yōu)質(zhì)粘土。

1.2 球磨

球磨過(guò)程中,我廠選用8 t球磨機(jī)研磨原料,濕法一次配料;漿料用325目分析篩篩余控制;水分為36%±1%;細(xì)度≤0.1%。漿料顆粒級(jí)配見表1。

表1 漿料顆粒級(jí)配(%)

從表1可知,公司等靜壓泥漿顆粒級(jí)配中20μm以下小顆粒較多,使得物料(組分)的分散度較高,這也決定了電瓷瓷質(zhì)結(jié)構(gòu)均勻性非常高。

1.3 級(jí)配、過(guò)篩、除鐵

級(jí)配主要是根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)中的廢坯量及修坯產(chǎn)生的廢渣量進(jìn)行新、舊漿配比。我公司的新、舊漿配比是1∶1.5。配制的混合泥漿要經(jīng)過(guò)三道200目篩,三道永磁濕式自動(dòng)排渣磁選機(jī)去除大顆粒雜質(zhì)和鐵雜質(zhì)。大顆粒雜質(zhì)如果去除不好就會(huì)在噴霧干燥過(guò)程中堵塞噴嘴,鐵雜質(zhì)過(guò)多會(huì)降低瓷質(zhì)機(jī)械強(qiáng)度。

1.4 噴粉

經(jīng)級(jí)配、過(guò)篩、除鐵的混合泥漿進(jìn)行噴粉,噴粉過(guò)程我公司采用以天然氣為燃料的噴霧干燥塔。噴粉過(guò)程中我們用 40目、60目、80目、100目、120目、140目、160目、180目振動(dòng)分析篩分級(jí)控制。其中我們主要控制60目篩篩余在55%～65%;容重控制在1.03 g/cm3以上。粉料水分控制在1%～1.5%。

1.5 壓制

噴霧制粉后粉料經(jīng)振動(dòng)加料進(jìn)入鋼藍(lán)中的橡膠袋中,經(jīng)抽真空后由冷等靜壓機(jī)壓制成所需泥滾。泥滾壓制采用自然升壓,壓力達(dá)110 M Pa后保壓2 min。壓制的泥滾主要缺陷就是進(jìn)水。

1.6 修坯成形

我們修坯成形采用自動(dòng)干式修坯機(jī)修坯成形。由于等靜壓壓制的毛坯強(qiáng)度較高,坯體中含有大量A l2O3,因此對(duì)修坯刀具有較高要求。我廠使用添加了適量氧化鉻的高鋁瓷刀,高鋁瓷刀具有強(qiáng)度較好、耐磨性優(yōu)良、硬度大、使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。

1.7 上釉、上砂

等靜壓坯體的彎曲強(qiáng)度一般在1.8 M Pa左右,傳統(tǒng)的淋釉工藝會(huì)使坯體折斷滲水,容易造成缺陷。所以等靜壓的坯體上釉采用噴釉工藝。噴釉工藝所噴秞漿是加入了表面成膜劑聚乙烯醇水溶液的原釉。噴釉完成后在膠裝部位用羧甲基纖維素鈉水溶液粘上自制砂粒。噴釉過(guò)程中坯體要在烘房中拉出后立即噴釉,噴完后立即將坯體送入烘房。此工序主要缺陷為花釉,造成此缺陷的原因主要是所噴釉層厚薄不均。

1.8 燒成

等靜壓成形的坯體水分低,粘土含量少,鋁礬土已經(jīng)過(guò)預(yù)燒。產(chǎn)品可以縮短燒成時(shí)間,實(shí)現(xiàn)快速燒成。產(chǎn)品全部采用全自動(dòng)等溫高速燒嘴抽屜窯吊燒燒成。此過(guò)程主要缺陷為煙熏、氧化、落臟、開裂等缺陷。

1.9 切割研磨、膠裝、養(yǎng)護(hù)、包裝

燒成的瓷件檢查合格后用雙頭切割研磨機(jī)切割研磨。檢查后用水泥膠合劑在膠裝機(jī)上膠裝法蘭,膠裝好后經(jīng)水養(yǎng)護(hù)檢查包裝合格出廠。

2 結(jié)語(yǔ)

我廠等靜壓生產(chǎn)線的投產(chǎn)改變了傳統(tǒng)濕法生產(chǎn)線的榨泥→粗練→陳腐→真空練泥→電陰干→修坯→烘干→上釉上砂→燒成的工藝過(guò)程?？s短了瓷絕緣子的生產(chǎn)周期,提高了瓷質(zhì)強(qiáng)度,增加了產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。同時(shí)也提高了我廠產(chǎn)品合格率。使我廠能夠生產(chǎn)出超高強(qiáng)的800 kV輸變電用瓷。這也正是高電壓等級(jí)瓷絕緣子生產(chǎn)的發(fā)展趨勢(shì)。