楊娟 張力敏 沈駿 孟崇雅 魏森 陸普強(qiáng)

摘 要：本文主要介紹了使用廣東YS-SC粘土代替河北寬城土應(yīng)用到電瓷生產(chǎn)高強(qiáng)度B9配方中，B9配方性能試驗(yàn)情況及產(chǎn)品生產(chǎn)工藝性能試驗(yàn)情況及產(chǎn)品過程質(zhì)量情況，最終得出YS-SC粘土可以代替寬城土應(yīng)用到電瓷B9配方中的結(jié)論。

關(guān)鍵詞：粘土;配方性能;工藝性能;

1 引 言

我公司B9高強(qiáng)度坯料配方主要用于電瓷濕法大套管生產(chǎn)，生產(chǎn)2.5米以上，4.5米以下一次成型大型瓷套。該配方中使用的可塑性粘土河北寬城土由于供方原因停止供貨，尋找替代粘土研制高強(qiáng)度坯料配方勢在必行，公司于2018年6月份開始尋找替代粘土，并進(jìn)行了多個粘土的性能試驗(yàn)，最終確定使用廣東YS-SC粘土代替寬城土進(jìn)行配方試驗(yàn)，該粘土代替寬城土在高強(qiáng)度坯料配方中的應(yīng)用試驗(yàn)情況如下。

2試驗(yàn)方案

（1）廣東YS-SC粘土與河北寬城土性能對比;

（2） 在B9配方中使用廣東YS-SC粘土等量代替河北寬城土;

（3）試驗(yàn)室使用YS-SC粘土配方與使用河北寬城土

配方性能對比;

（4）使用YS-SC粘土配方生產(chǎn)工藝試驗(yàn)。

3試驗(yàn)結(jié)果

3.1? 廣東YS-SC黑泥粘土性能

YS-SC粘土，產(chǎn)地廣東江門，顏色黑色，可塑性粘土，進(jìn)廠為淘洗泥餅狀。自2019年1月-6月份，共進(jìn)廠3批次，130.16噸。理化性能見表1、表2，同時與寬城土進(jìn)行性能對比，寬城土性能[1]見表3，表4。

3.2 河北寬城土性能

由寬城土和廣東黑泥的性能對比結(jié)果可以看出，寬城土的結(jié)合力較高，可塑性指數(shù)高，≤10μm顆粒含量稍高[2]，≤1μm細(xì)顆粒含量高，批次間可塑性能變化小，中位徑顆粒含量多，氧化硅高，氧化鋁低，燒失量低，性能穩(wěn)定;廣東黑泥結(jié)合力稍低，可塑性指數(shù)稍低，批次間可塑性指數(shù)[2]變化大，≤10μm顆粒含量稍低，≤1μm細(xì)顆粒含量少，中位徑顆粒含量少，氧化硅低，氧化鋁高，燒失量高。兩種粘土均為鉀含量高的可塑性粘土，可塑性有差異。

3.3 配方性能對比

采用B9配方為基準(zhǔn)配方，配方中以等量YS-SC粘土替代等量寬城土，使用YS-SC粘土高強(qiáng)度坯料配方編號為Y、使用寬城土高強(qiáng)度坯料配方標(biāo)號為K;采用試驗(yàn)室20kg小球磨機(jī)進(jìn)行球磨[3]，球磨細(xì)度≤10μm顆粒含量均控制在（61.0-63.0）%之間，過兩遍140目篩，使用強(qiáng)力除鐵棒進(jìn)行手工除鐵，除鐵后使用試驗(yàn)室小型練泥機(jī)進(jìn)行榨泥，最高壓力為1.7MPa，榨好泥后陳腐48小時，使用試驗(yàn)室小型練泥機(jī)進(jìn)行擠制。具體試驗(yàn)結(jié)果見表5-表7。

YS-SC粘土在配方中等量代替寬城土后，配方的濕坯壓縮指標(biāo)稍有降低，其余性能與使用寬城土配方性能接近。

4 生產(chǎn)工藝試驗(yàn)

4.1 坯料性能跟蹤情況

大套管新線自2月15日開始投使用YS-SC粘土配方，配方代號為B2;為及時了解坯料性能變化，每隔半周抽測坯料體收縮、干燥強(qiáng)度、玻化范圍等性能試驗(yàn)[6]，每周進(jìn)行一次使用池泥漿細(xì)度檢測。具體試驗(yàn)結(jié)果見表8。

具體趨勢圖見圖1。

使用池細(xì)度測試數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)至2019年8月29日，細(xì)度標(biāo)準(zhǔn)為62.0%-64.0%，抽測數(shù)據(jù)均在標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)。

由可塑及吸濕性能，干燥及?；瘻囟雀檾?shù)據(jù)結(jié)果分析，可塑性指數(shù)差別很小，性能穩(wěn)定。72小時平均吸濕膨脹為0.140%。干燥強(qiáng)度呈現(xiàn)下降趨勢，分析認(rèn)為，造成干燥強(qiáng)度下降有兩方面原因：（1）隨著生產(chǎn)系統(tǒng)中寬城土回料不斷減少，廣東黑泥在配方中含量不斷增多，因?yàn)閺V東黑泥結(jié)合力低，坯料的干燥強(qiáng)度下降;（2）隨著氣溫上升后，坯料在真空擠制過程中大氣壓的變化引起練泥機(jī)真空度發(fā)生變化導(dǎo)致。后期觀察坯料干燥強(qiáng)度變化情況，如干燥強(qiáng)度不能滿足生產(chǎn)運(yùn)輸，需對配方進(jìn)行改進(jìn)調(diào)整，增加結(jié)合力高粘土用量。由于不同日期擠制成型水份有差異，導(dǎo)致干燥收縮有差異，成型水份越低，干燥收縮越小，成型水份越高，干燥收縮越大。干燥體比重、干燥孔隙率差異很小。?；秶芊€(wěn)定，說明廣東黑泥應(yīng)用于生產(chǎn)中對坯料的燒成溫度無影響。

4.2? 烘房干燥制度調(diào)整

本次投料后，3月份坯檢合格率較差，為減少干燥過程中的各種開裂，對烘房干燥制度進(jìn)行了調(diào)整。

經(jīng)過對B2料的干燥收縮試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，結(jié)合烘房工況，為減少干燥過程濕坯收縮的有害應(yīng)力，對濕坯入烘后在40℃時降低了濕度，延長了時間，使坯體在40℃時接近停止收縮，減少后期干燥過程中產(chǎn)生的各種開裂。

4.3坯檢情況

根據(jù)生產(chǎn)情況，對車間2-7月坯檢情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，共檢查1927只坯件，合格1308只，合格率為67.9%。其中二月份合格率為60.4%，主要缺陷為掉傘、雜質(zhì)、傘內(nèi)裂及孔裂，其中掉傘占整個缺陷的13.4%，雜質(zhì)占整個缺陷的9.8%，傘內(nèi)裂占6.8%，孔裂占4.5%;3月份質(zhì)量最差，全月合格率只有38.2%，主要缺陷為傘內(nèi)裂和雜質(zhì)及孔裂，傘內(nèi)裂占整個缺陷的34.7%，雜質(zhì)占整個缺陷的10.4%，孔裂占整個缺陷的9.0%;4月份合格率為58.4%，較三月份提升，主要缺陷為傘內(nèi)裂、雜質(zhì)及孔裂，其中傘內(nèi)裂占整個缺陷的17.2%，雜質(zhì)占10.1%，孔裂占4.2%;五月份合格率為76.4%，質(zhì)量較2、3、4月份有較大提升，主要缺陷為傘內(nèi)裂，其余缺陷均有所下降，傘內(nèi)裂缺陷占整個缺陷的12.2%。6、7月份質(zhì)量均達(dá)到84.3%，86.3%，主要缺陷為傘內(nèi)裂，而且傘內(nèi)裂缺陷較前幾月大幅度降低了，其余缺陷均大幅度降低。各月份詳細(xì)坯檢情況見表13，坯檢合格率趨勢圖見圖2。

廣東黑泥于2019年2月15日開始投入生產(chǎn)使用，三月中下旬坯件逐步出烘房，生產(chǎn)線3月份坯檢質(zhì)量很差，主要缺陷為傘內(nèi)裂和雜質(zhì)，其次為孔裂;分析認(rèn)為，2、3、4月雜質(zhì)含量較多，占比在10%左右，雜質(zhì)主要來源于生產(chǎn)過程控制不嚴(yán)格造成，與廣東黑泥的使用無關(guān)系。3月份開始出現(xiàn)大量傘內(nèi)裂和孔裂，結(jié)合后面5-7月生產(chǎn)情況，這種大批量傘內(nèi)裂和孔裂，主要與工藝控制和毛坯管理有關(guān)。烘房干燥制度的改進(jìn)，彌補(bǔ)了工序管理方面的不足。

4.4? 瓷檢情況

統(tǒng)計(jì)3至7月份大套管新線使用B2料方的瓷檢情況，共檢查1013只瓷件，合格625只，合格率為61.7%。其中3月、4月份合格率為45.9%，45.6%，3月份主要缺陷為傘內(nèi)外裂，上釉不合，其次為孔裂、主體裂;4月份主要缺陷為傘內(nèi)裂，上釉不合，傘外裂。5月份質(zhì)量逐漸提高至66.8%，傘內(nèi)裂缺陷降至7.1%，傘外裂降至5.4%，孔裂仍較高，占6.2%。6月份質(zhì)量為67.5%，較5月相比，傘內(nèi)外裂總體下降，孔裂下降3.8%，但析晶出現(xiàn)并且占5.4%，上釉不合占比4.1%;7月份質(zhì)量總體上升至74.1%，傘內(nèi)外裂繼續(xù)降低，上釉不合和析晶占比達(dá)到10.2%。各月瓷檢情況見表14，瓷檢合格率趨勢圖見圖3。

由瓷檢情況可以看出，3月、4月主要缺陷為傘內(nèi)外裂，上釉不合，幾種缺陷整體占比30%以上。上釉不合缺陷可以從上釉環(huán)節(jié)中解決[4]，主要從調(diào)整釉漿工藝參數(shù)和細(xì)化工人操作方面可以解決，通過對釉漿粘度進(jìn)行調(diào)整及操作過程細(xì)化管理，上釉不合缺陷有效改善;針對傘內(nèi)外開裂缺陷，以及坯檢雜質(zhì)較多情況，車間加大力度在過程管理方面進(jìn)行細(xì)化，杜絕各工序各種過程雜質(zhì)，調(diào)整烘房干燥制度，減少干燥過程應(yīng)力，減少坯件干燥過程開裂傾向;5月份后，各種開裂缺陷得到減少。但燒成過程中析晶缺陷較多，窯爐氣氛不均[5]，還需加大燒成過程管理。車間通過采取一系列措施，合格率得到了有效提升。充分說明廣東YS-SC黑泥可以滿足高強(qiáng)度坯料配方的要求，可以代替寬城土應(yīng)用于生產(chǎn)中。

5? 結(jié)論

（1）廣東YS-SC黑泥各項(xiàng)理化性能比較穩(wěn)定，但可塑性指數(shù)批次間差異大，采購部門應(yīng)與供方聯(lián)系注意供貨質(zhì)量的穩(wěn)定性。

（2）廣東黑泥與寬城土在高強(qiáng)度坯料配方中的應(yīng)用中，配方的性能基本一致，干燥強(qiáng)度可以滿足生產(chǎn)過程中運(yùn)輸要求。

（3）廣東黑泥應(yīng)用到高強(qiáng)度坯料配方后，生產(chǎn)中通過對坯件干燥工藝的調(diào)整以及細(xì)化過程工藝管理，各種開裂缺陷大幅度下降，可以滿足大型一次成型瓷套產(chǎn)品的成型和生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 錢端芬等，電瓷材料的物理試驗(yàn)與化學(xué)分析[M]，北京，機(jī)械工業(yè)出版社，1989，26-172.Qian Duanfen et al.， Physical Test and Chemical Analysis of Electroporcelain Materials [M]， Beijing， China Machine Press， 1989， 26-172

[2] 杜海青等，電瓷制造工藝[M]，北京，機(jī)械工業(yè)出版社，1983，13-185Du haiqing et al.， manufacturing process of electric porcelain [M]， Beijing， China machine press， 1983 13-185

[3] 陳顯貽等，電瓷原材料檢驗(yàn)和工藝控制試驗(yàn)方法[M]，西安，西安電瓷研究所，1987，82-135.Chen xianyi et al.， test method for raw material inspection and process control of electric porcelain [M]， xi 'an， xi 'an electric porcelain research institute，1987，82-135

[4] 杜海清，唐紹裘，陶瓷原料與配方[M]，北京，輕工業(yè)出版社，1986，100-178 Du haiqing， tang shaoqiu， ceramic materials and? ?formulations [M]，Beijing， light industry press， 1986， 100-178

[5] 劉康時等，陶瓷工藝原理，廣州，華南理工大學(xué)出版社[M]， 1990，45-89 Liu kangshi et al.， ceramic process principles， guangzhou， south China university of technology press [M]， 1990，45-89

[6] 周張健等，無機(jī)非金屬材料工藝學(xué)，北京，中國輕工業(yè)出版社[M]， 2010，25-144 .Zhou zhangjian et al.， technology of inorganic nonmetallic materials， Beijing， China light industry press [M]， 2010，25-144

Application of Guangdong YS-SC Clay in the Formulation of High Strength Billet of Electric Porcelain

YANG Juan，ZHANG Li Min，SHEN Jun，MENG Cong Ya ，WEI Sen，LU Pu Qiang

（Xian XD High voltage Porcelain Insulators? Co.， Ltd.， Xian 710077，China）

Abstract： This paper mainly introduces the application of Guangdong YS-SC clay to the high-strength B9 formula of electric porcelain production instead of Hebei Kuancheng soil， the performance test of B9 formula， the product production process performance test and the quality of the product process， and finally comes to the conclusion that YS-SC clay can replace Kuancheng soil in the application of electric porcelain B9 formula.

Keywords： Clay; Formula performance; Process performance;