微晶高铝球及其制备方法和使用其研磨陶瓷胚料的方法

技术领域

本发明涉及微晶高铝球技术领域，具体涉及微晶高铝球及其制备方法和使用其研磨陶瓷胚料的方法。

背景技术

现在陶瓷生产一般使用中高铝球作研磨体将陶瓷胚料原料研磨至一定的粒度。然而中高铝球的加工过程中，使用铝矾土作为主要原料，比重，硬度，磨耗，白度都较差，且稳定性差由于产地、原料、 加工工艺和人为的因素太多，质量均衡性难保证。导致陶瓷生产中球磨效率较低，成本较高。同时市场上原有的高铝球只能在研磨陶瓷釉料等小型球磨机中使用，无法在生产量更大的陶瓷坯料球磨机中使用。

现有技术中，首先，中高铝球当量磨耗率为0.15‰，而本申请所提供的微晶高铝球（衬）的当量磨耗率在0.03‰以下，微晶高铝球（衬）的使用寿命是中高铝球的五倍之多；其次，球磨机是耗电大户，一磨胚料使用中高铝球（衬）需要工作12小时，而结合本申请提供的使用微晶高铝球（衬）研磨陶瓷胚料的方法，只需要工作9个小时，每磨下来微晶高铝球（衬）能比中高铝球节省用电2小时，节约400度电，生产成本有明显下降；最后，用微晶高铝球（衬）取代中铝高球后可以减少装机容量一半，一台湿法球磨机中，如果使用的是中高铝球必须用68吨，而使用微晶高铝球只要45吨，因此，使用微晶高铝球球磨机有了更多的内空间，这些空间可被泥料（陶瓷胚料）所取代，球磨机运作在没有增加成本的情况下将近提高了百分之十几的产量，也是相应减少了成本。

发明内容

本发明的目的在于提供微晶高铝球及其制备方法和使用其研磨陶瓷胚料的方法，以解决球磨机使用中高铝球研磨时，当量磨耗率高，寿命短，功耗高，料球比低导致产量低的问题。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

微晶高铝球，其特征在于：各组分及质量百分比为：包括超细α氧化铝粉为88%～92%、煅烧高岭土为3%～6%、铝矾土为4%～7%、丙烯酸为1%～3%。

进一步的技术方案是:各组分及质量百分比为：超细α氧化铝粉为90%、煅烧高岭土为4%、铝矾土为5%、丙烯酸为1%。

进一步的技术方案是: 所述超细α氧化铝粉中的氧化铝含量为85%～95%。

进一步的技术方案是: 微晶高铝球的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、研磨制粉，将各组分的原料安照一定的质量百分比入球磨机，研磨至细度1000目～1200目，制成微粉；

S2、压制成型，将制备的微粉入成型机得到不同规格直径的致密球胚体，或入等静压机制得不同规格大小的砖型致密衬坯；

S3、烘干，将制备的致密球胚体或砖型致密衬坯入烘干窑，按照烘干曲线控制，烘干至水分含量2%以下；

S4、烧制，将烘干的致密球胚体或砖型致密衬坯带温入隧道窑，入隧道窑温度在100℃～150℃，控制烧成温度为1400℃～1600℃，出隧道窑自然冷却或者风冷至室温得到微晶高铝球；

S5、筛选检测，检测烧制好的微晶高铝球，Al

进一步的技术方案是: S3中，烘干曲线为两个阶段，其中，前3小时100℃，后6小时150℃。

进一步的技术方案是: 使用微晶高铝球研磨陶瓷胚料的方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、准备陶瓷胚料泥浆，选取粒径5mm～10mm和莫氏硬度为5～7的陶瓷胚料原料，以及将所需胚料加水混合为泥浆，胚料泥浆的水分30%～40%；

S2、级配研磨体，选取至少5种不同球径的成品微晶高铝球进行级配，得到研磨体，所述研磨体的球径在Ø10mm～Ø100mm之间；

S3、装填湿法球磨机，将所述研磨体和陶瓷胚料泥浆按照一定的料球比装入球磨机，料球比：2～1:1～0.2。

S4、选取湿法球磨机，控制陶瓷胚料和所述研磨体的装机容量为45%～55%，其中，球磨机内余高50mm～70mm；

S5、搭配驱动电机，根据所述研磨体和陶瓷胚料的装配量，选择球磨机的电机，电机功率与装配量的重量比为：1：10～12，单位为Kw/t。

进一步的技术方案是: S2中，所述研磨体的规格级配为：Ø65mm～Ø55mm:Ø54mm～Ø45mm:Ø44mm～Ø35mm:Ø34mm～Ø25mm:Ø24mm～Ø15mm=0.5～1.5:1.5～2.5:3.5～4.5:1.5～2.5:0.5～1.5。

进一步的技术方案是: S3中，陶瓷胚料和微晶高铝球的料球比为：1.3:0.7

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供的微晶高铝球及其制备方法和使用其研磨陶瓷胚料的方法，主要有以下效果：首先，根据该方法制备的微晶高铝球中Al

根据实际使用情况证明：使用微晶高铝球比传统中高铝球石节省球磨机电量8%～15%，磨耗仅是普通中高铝球石的20%～25%，是普通高铝球石的50%～70%，达到相比中高铝球效率高，产量大，耗能少之重大技术突破。随着近年来岩板、大板和低吸水率产品的火热，连续球磨等生产工艺的普及，本申请的微晶高铝球及研磨胚料将逐渐取代传统中高铝球，达到节能高产、磨耗低寿命的效果。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行 进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定 本发明。

实施例1：

实施例1示出了微晶高铝球的配方配比：各组分及质量百分比为：包括超细α氧化铝粉为88%～92%、煅烧高岭土为3%～6%、铝矾土为4%～7%、丙烯酸为1%～3%。

优选地，选择超细α氧化铝粉为90%、煅烧高岭土为4%、铝矾土为5%、丙烯酸为1%的配比，制得微晶高铝球结构更加致密，烧制后白度最佳。

其中超细α氧化铝粉为由本申请人在先申请的微晶高铝球石和衬砖用α-氧化铝微粉生产工艺制得，制得的超细α氧化铝粉内氧化铝含量为85%～95%。

实施例2：

实施例2结合实施例1提供的配方配比的基础上提供微晶高铝球的制备方法，包括以下步骤：

S1、研磨制粉，将各组分的原料安照一定的质量百分比入球磨机，研磨至细度1000目～1200目，制成微粉；其中，这里选择优选地配方配比，即超细α氧化铝粉为90%、煅烧高岭土为4%、铝矾土为5%、丙烯酸为1%，这里的研磨材料可以就近选择之前烧制的微晶高铝球，包括成品和次品，均可投入球磨机使用，过筛得到1000目～1200目的微粉，筛余量返回球磨机。

S2、压制成型，将制备的微粉入成型机得到不同规格直径的致密球胚体，或入等静压机制得不同规格大小的砖型致密衬坯；微粉经过陈腐、浆洗、造粒、分级处理步骤后经过成型机压制成球胚/砖胚，压球机提供工作压力为等静压60Mpa左右，压砖时间为50秒左右，留存合格胚料，不合格胚料经破碎机进球磨机；

S3、烘干，将制备的致密球胚体或砖型致密衬坯入烘干窑，按照烘干曲线控制，烘干至水分含量2%以下；烘干曲线为两个阶段，其中，前3小时100℃，后6小时150℃。

S4、烧制，将烘干的致密球胚体或砖型致密衬坯带温入隧道窑，入隧道窑温度在100℃～150℃，防止二批以及后续配料，进入温差较大的隧道窑，因为温差引起的内应力造成结构缺陷，控制烧成温度为1400℃～1600℃，出隧道窑自然冷却或者风冷至室温得到微晶高铝球；将合格胚料装窑，预热、烧成和冷却三个阶段完成烧制；预热阶段：窑内温度经过10小时左右升至1200℃ ；烧成阶段：窑内温度经过18小时左右升至1400℃；冷却阶段：窑内温度经过21小时左右冷却至外界温度，期间可以加快冷却采用风冷降温。

S5、筛选检测，检测烧制好的微晶高铝球，得成品微晶高铝球，Al

采用上述配方配比和工艺制得的微晶高铝球的成品经过实验检测，抽样检测，其结果如下表所示：

备注：检测样品微晶高铝球1袋；直径50mm，球状；实验环境：22℃，52%RH；检测标准：GB/T21114-2007，GB/T4734-1996，GB/T5950-2008。

备注：检测样品微晶高铝球1袋；直径50mm，球状；实验环境：25℃，60%RH；检测项目：48h磨耗；检测标准：JC/T848.1-2010。

备注：检测样品中高铝球1袋，直径50mm；球状；实验环境：25℃，60%RH；检测项目：48h磨耗；检测标准：JC/T848.1-2010。

备注：检测样品微晶高铝球1袋；直径50mm；球状；实验环境：25℃，60%RH；检测项目：比重；检测标准：GB/T2997-2015。

根据实验结构显示，根据该方法以及该配方制得的微晶高铝球的Al

实施3：

实施3采用上述制备的合格微晶高铝球，用来研磨陶瓷胚料，该使用微晶高铝球研磨陶瓷胚料的方法，包括以下步骤：

S1、准备陶瓷胚料泥浆，选取粒径5mm～10mm和莫氏硬度为5～7的陶瓷胚料原料，以及将所需胚料加水混合为泥浆，胚料泥浆的水分30%～40%；

选取以石英、长石和黏土等为主要含量的陶瓷胚料，莫氏硬度为5～7之间，经过破碎筛分得到粒径5mm～10mm的颗粒料，加水混合为胚料泥浆，水分在30%～40%之间。

S2、级配研磨体，选取至少5种不同球径的成品微晶高铝球进行级配，得到研磨体，所述研磨体的球径在Ø10mm～Ø100mm之间；

优选地，研磨体的规格级配为：Ø65mm～Ø55mm:Ø54mm～Ø45mm:Ø44mm～Ø35mm:Ø34mm～Ø25mm:Ø24mm～Ø15mm=0.5～1.5:1.5～2.5:3.5～4.5:1.5～2.5:0.5～1.5。

优选地，S2中，所述微晶高铝球的规格级配为Ø60mm:Ø50mm:Ø40mm:Ø30mm:Ø20mm=1:2:4:2:1。

这里的研磨体的规格越多研磨效果越好，研磨体的球径涵盖范围越广研磨效果越好，下限的球径越小越多研磨效果越好，适用于大众球磨机的研磨体级配为5种不同球径的成品微晶高铝球，研磨体内各规格的成品微晶高铝的球径控制在Ø10mm～Ø100mm之间，最优地，微晶高铝球的规格级配为Ø60mm:Ø50mm:Ø40mm:Ø30mm:Ø20mm=1:2:4:2:1。

S3、装填球磨机，将所述研磨体和陶瓷胚料泥浆按照一定的料球比装入球磨机，料球比：2～1:1～0.2。

优选地，陶瓷胚料和微晶高铝球的料球比为：1.3:0.7。

对比例1：使用同种规格和同种数量的中高铝球与微晶高铝球进行实验对比，其中，中高铝球为市场买入，结果如下表：

实验要求：1、均为抽样选取样品，数量一定；

2、所有样品均为合格品；

3、实验环境一致。

中高铝球实验参数

微晶高铝球实验参数

实验结果显示：1、同类型相比；中高铝球和微晶高铝球的球径越小，当量磨耗越低；但对于中高铝球来说，体积密度越小，对于微晶高铝球来说，体积密度越大；2、同规格球径和时间相比，中高铝球的当量磨耗远高于微晶高铝球的当量磨耗，而且球径越小差别越大，另外，中高铝球的体积密度随球径增而减小，微晶高铝球的体积密度随球径增而增大。

同使用1.3:0.7的料球比，达到的效果对比：

1、之前湿法球磨机一磨中胚料使用中高铝球（衬）需要工作12小时，而使用微晶高铝球（衬）只需要工作9个小时。每磨下来微晶高铝球（衬）能比中高铝球节省用电2小时，节约400度电。生产成本有明显下降。

2、另外，用微晶高铝球（衬）取代中铝高球后可以减少装机容量一半，一台球磨机如使用中高铝球必须用68吨，而使用微晶高铝球只要45吨。

3、使用微晶高铝球球磨机有了更多的内空间，这些空间可被泥料所取代，球磨机运作在没有增加成本的情况下将近提高了百分之十几的产量，也是相应减少了成本。

S4、选取湿法球磨机，控制陶瓷胚料和所述研磨体的装机容量为45%～55%，其中，球磨机内余高50mm～70mm；

瓷胚料和研磨体占球磨机工作空间（容积）的45%～55%，优选地的在52%，以及增加其他物料后，总物料高度距离球磨机内顶面在50mm～70mm之间，保证有充足的空间让瓷胚料和研磨体相互流动研磨。

S5、搭配驱动电机，根据所述研磨体和陶瓷胚料的装配量，选择球磨机的电机，电机功率与装配量的重量比为：1～10：1～12，单位为Kw/t。

球磨机的功率受装载量的影响，电机功率与装配量的重量比为：1：10～12，单位为Kw/t，通常采用1：10，防止小马拉大车，或者大刀小用的现象发生。

湿法球磨机是耗电大户，一磨胚料使用中高铝球（衬）需要工作12小时，而结合本申请提供的使用微晶高铝球（衬）研磨陶瓷胚料的方法，只需要工作9个小时，每磨下来微晶高铝球（衬）能比中高铝球节省用电2小时，节约400度电，生产成本有明显下降；最后，用微晶高铝球（衬）取代中铝高球后可以减少装机容量一半，一台湿法球磨机中，如果使用的是中高铝球必须用68吨，而使用微晶高铝球只要45吨，因此，使用微晶高铝球球磨机有了更多的内空间，这些空间可被泥料（陶瓷胚料）所取代，球磨机运作在没有增加成本的情况下将近提高了百分之十几的产量，也是相应减少了成本。

根据实际使用情况证明：使用微晶高铝球比传统中高铝球石节省球磨机电量8%～15%，磨耗仅是普通中高铝球石的20%～25%，是普通高铝球石的50%～70%，达到相比中高铝球效率高，产量大，耗能少之重大技术突破。随着近年来岩板、大板和低吸水率产品的火热，连续球磨等生产工艺的普及，本申请的微晶高铝球及研磨胚料将逐渐取代传统中高铝球，达到节能高产、磨耗低寿命的效果。

在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、 “实施例”、“优选实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。

尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领 域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开 的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开和权利要求的范围内，可以对主题组合 布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改 进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。