电瓷生产中瓷砂的生产工艺及回收利用
侯庆华+高国玲
摘 要：本文研究了在高压瓷绝缘子生产中瓷砂对瓷体强度的影响，瓷砂生产工艺的改进，以及瓷砂的回收利用。为瓷绝缘子生产行业的制砂工艺提供了一种新的思路，对于简化生产工艺流程及降低成本，提高瓷砂的利用率，具有较强的指导意义。
关键词：绝缘子；瓷砂；回收
1 前言
在电瓷生产过程中，由于瓷绝缘子要与金属法兰通过水泥连接在一起，为增加瓷体和法兰的连接强度，绝缘子的上下脖的胶装部位要上一层瓷砂，瓷砂与坯体之间用胶粘剂粘接，经高温烧成之后瓷砂与坯体牢固的结合在一起，烧好的瓷件经切割研磨之后，通过水泥胶合剂与金属法兰胶装成成品。瓷体从上砂到最后胶装的示意图如图1、图2、图3所示。
2 瓷砂对瓷体强度的影响
2.1 瓷砂的膨胀系数对瓷体强度的影响
采用热膨胀系数略小于瓷的热膨胀系数的瓷砂，比同质瓷砂（用生产电瓷的泥浆制作的瓷砂）的强度要高，即要求α砂<α瓷。若考虑上砂后需要喷压砂釉，瓷与釉的热膨胀系数的合理匹配会直接影响到釉对瓷的强度。烧成后，瓷砂是半埋入釉层后粘结在瓷件胶装部位的表面，故进一步提出对瓷砂的热膨胀性能的要求。即α釉≤α砂<α瓷。 表1为笔者公司瓷砂、压砂釉、瓷坯热膨胀系数情况。瓷砂的膨胀系数对强度的影响如表2所示。
2.2 瓷砂的吸水率对瓷体强度的影响
瓷砂吸水率过高，瓷体烧成后瓷砂收缩过大，容易产生爆砂；瓷砂吸水率过低，与坯体之间的粘接不牢固，上砂后容易造成瓷砂脱落，如：胶装部位缺砂严重，会导致胶装后产品的强度降低。经反复实验，当吸水率在3%～8%之间时，瓷砂与坯体和瓷体结合的最为牢固。瓷砂吸水率对产品强度的影响如表3所示。
2.3 瓷砂的粒度大小对瓷体强度的影响
瓷砂的粒度大小为12～20目之间，上砂后要求堆砂高度小余3 mm，单个缺砂面积小于25 mm2，胶装部位缺砂总面积小于100 mm2，瓷砂分布为30～50粒/cm2，如果缺砂面积过大或堆砂过高都会对产品的强度产生影响。
2.4 瓷砂的形状对瓷体强度的影响
长方体或圆柱体瓷砂，因与瓷坯接触面积大，容易粘接，目前被国内大多数电瓷生产厂家采用。只有少数出口产品因特殊要求使用球形瓷砂。使用球形瓷砂的产品强度略小于使用圆柱型或长方体瓷砂的产品。
3 瓷砂制作工艺的研究
由于瓷砂对瓷体强度的影响很大，如何制备出性能更好、更经济的瓷砂是本文研究的重点。本文从瓷砂的制备工艺方面进行分析，以期打破传统工艺而制得高强度的产品。传统瓷砂工艺流程示意图如图4所示，新型瓷砂工艺流程示意图如图5所示。
由图4与图5对比可知，两者在工艺上所存在的差异如下：
（1） 传统上生产的瓷砂为特定的配方，将各种原料装入球磨机研磨至要求的细度后才能放磨，浪费了大量的人力、物力。而现用制作方法为生产中的泥浆加入325目全通过的高铝矾土在泥浆池中搅拌均匀即可使用。
（2） 传统瓷砂的烧成在特定的小煤气窑中完成，烧成温度为1050 ℃，烧成时间为36 h，既浪费人力又浪费能源。而现用瓷砂在大生产用的窑炉中烧成，不占用窑炉自身的有效空间，燃气的使用量可以忽略不计。
（3） 传统的瓷砂上砂之后落地的瓷砂因吸水率较高，清洗时容易破碎，无法回收。而现用瓷砂上砂后落地的瓷砂回收率达到80%，而且能够重复使用，并且不影响产品的性能。
（4） 两种工艺生产的瓷砂产品的强度也有很大的区别，其详情如表4所示。
由表4可知，使用新工艺生产的瓷砂胶装后产品的强度大于原来瓷砂胶装产品的强度。
4 落地瓷砂的回收
使用老工艺制得的瓷砂的吸水率为7.45%，笔者公司曾尝试回收使用，因瓷砂强度不够，在回收的过程中要对落地的瓷砂进行清洗除脏，瓷砂很容易破碎，回收率很低，一直未能成功。采用新工艺制得的瓷砂，吸水率为3.15%，瓷砂比较坚硬致密，容易清洗和干燥，在回收的过程中基本上没有破碎现象，故很容易进行回收再利用，大大降低了生产成本。落地砂回收工艺流程示意图如图6所示。
5 结语
瓷砂对高压电瓷产品的强度有着非重要的作用，使用新工艺制作的瓷砂，简化了生产工艺流程，节约了大量的人力、物力，提高了产品的性能。新工艺制得的瓷砂可以回收重复利用，使生产效率大幅提高，生产成本大幅降低。目前新工艺的瓷砂已经正式使用，并取得了良好的效果。
摘 要：本文研究了在高压瓷绝缘子生产中瓷砂对瓷体强度的影响，瓷砂生产工艺的改进，以及瓷砂的回收利用。为瓷绝缘子生产行业的制砂工艺提供了一种新的思路，对于简化生产工艺流程及降低成本，提高瓷砂的利用率，具有较强的指导意义。
关键词：绝缘子；瓷砂；回收
1 前言
在电瓷生产过程中，由于瓷绝缘子要与金属法兰通过水泥连接在一起，为增加瓷体和法兰的连接强度，绝缘子的上下脖的胶装部位要上一层瓷砂，瓷砂与坯体之间用胶粘剂粘接，经高温烧成之后瓷砂与坯体牢固的结合在一起，烧好的瓷件经切割研磨之后，通过水泥胶合剂与金属法兰胶装成成品。瓷体从上砂到最后胶装的示意图如图1、图2、图3所示。
2 瓷砂对瓷体强度的影响
2.1 瓷砂的膨胀系数对瓷体强度的影响
采用热膨胀系数略小于瓷的热膨胀系数的瓷砂，比同质瓷砂（用生产电瓷的泥浆制作的瓷砂）的强度要高，即要求α砂<α瓷。若考虑上砂后需要喷压砂釉，瓷与釉的热膨胀系数的合理匹配会直接影响到釉对瓷的强度。烧成后，瓷砂是半埋入釉层后粘结在瓷件胶装部位的表面，故进一步提出对瓷砂的热膨胀性能的要求。即α釉≤α砂<α瓷。 表1为笔者公司瓷砂、压砂釉、瓷坯热膨胀系数情况。瓷砂的膨胀系数对强度的影响如表2所示。
2.2 瓷砂的吸水率对瓷体强度的影响
瓷砂吸水率过高，瓷体烧成后瓷砂收缩过大，容易产生爆砂；瓷砂吸水率过低，与坯体之间的粘接不牢固，上砂后容易造成瓷砂脱落，如：胶装部位缺砂严重，会导致胶装后产品的强度降低。经反复实验，当吸水率在3%～8%之间时，瓷砂与坯体和瓷体结合的最为牢固。瓷砂吸水率对产品强度的影响如表3所示。
2.3 瓷砂的粒度大小对瓷体强度的影响
瓷砂的粒度大小为12～20目之间，上砂后要求堆砂高度小余3 mm，单个缺砂面积小于25 mm2，胶装部位缺砂总面积小于100 mm2，瓷砂分布为30～50粒/cm2，如果缺砂面积过大或堆砂过高都会对产品的强度产生影响。
2.4 瓷砂的形状对瓷体强度的影响
长方体或圆柱体瓷砂，因与瓷坯接触面积大，容易粘接，目前被国内大多数电瓷生产厂家采用。只有少数出口产品因特殊要求使用球形瓷砂。使用球形瓷砂的产品强度略小于使用圆柱型或长方体瓷砂的产品。
3 瓷砂制作工艺的研究
由于瓷砂对瓷体强度的影响很大，如何制备出性能更好、更经济的瓷砂是本文研究的重点。本文从瓷砂的制备工艺方面进行分析，以期打破传统工艺而制得高强度的产品。传统瓷砂工艺流程示意图如图4所示，新型瓷砂工艺流程示意图如图5所示。
由图4与图5对比可知，两者在工艺上所存在的差异如下：
（1） 传统上生产的瓷砂为特定的配方，将各种原料装入球磨机研磨至要求的细度后才能放磨，浪费了大量的人力、物力。而现用制作方法为生产中的泥浆加入325目全通过的高铝矾土在泥浆池中搅拌均匀即可使用。
（2） 传统瓷砂的烧成在特定的小煤气窑中完成，烧成温度为1050 ℃，烧成时间为36 h，既浪费人力又浪费能源。而现用瓷砂在大生产用的窑炉中烧成，不占用窑炉自身的有效空间，燃气的使用量可以忽略不计。
（3） 传统的瓷砂上砂之后落地的瓷砂因吸水率较高，清洗时容易破碎，无法回收。而现用瓷砂上砂后落地的瓷砂回收率达到80%，而且能够重复使用，并且不影响产品的性能。
（4） 两种工艺生产的瓷砂产品的强度也有很大的区别，其详情如表4所示。
由表4可知，使用新工艺生产的瓷砂胶装后产品的强度大于原来瓷砂胶装产品的强度。
4 落地瓷砂的回收
使用老工艺制得的瓷砂的吸水率为7.45%，笔者公司曾尝试回收使用，因瓷砂强度不够，在回收的过程中要对落地的瓷砂进行清洗除脏，瓷砂很容易破碎，回收率很低，一直未能成功。采用新工艺制得的瓷砂，吸水率为3.15%，瓷砂比较坚硬致密，容易清洗和干燥，在回收的过程中基本上没有破碎现象，故很容易进行回收再利用，大大降低了生产成本。落地砂回收工艺流程示意图如图6所示。
5 结语
瓷砂对高压电瓷产品的强度有着非重要的作用，使用新工艺制作的瓷砂，简化了生产工艺流程，节约了大量的人力、物力，提高了产品的性能。新工艺制得的瓷砂可以回收重复利用，使生产效率大幅提高，生产成本大幅降低。目前新工艺的瓷砂已经正式使用，并取得了良好的效果。
摘 要：本文研究了在高压瓷绝缘子生产中瓷砂对瓷体强度的影响，瓷砂生产工艺的改进，以及瓷砂的回收利用。为瓷绝缘子生产行业的制砂工艺提供了一种新的思路，对于简化生产工艺流程及降低成本，提高瓷砂的利用率，具有较强的指导意义。
关键词：绝缘子；瓷砂；回收
1 前言
在电瓷生产过程中，由于瓷绝缘子要与金属法兰通过水泥连接在一起，为增加瓷体和法兰的连接强度，绝缘子的上下脖的胶装部位要上一层瓷砂，瓷砂与坯体之间用胶粘剂粘接，经高温烧成之后瓷砂与坯体牢固的结合在一起，烧好的瓷件经切割研磨之后，通过水泥胶合剂与金属法兰胶装成成品。瓷体从上砂到最后胶装的示意图如图1、图2、图3所示。
2 瓷砂对瓷体强度的影响
2.1 瓷砂的膨胀系数对瓷体强度的影响
采用热膨胀系数略小于瓷的热膨胀系数的瓷砂，比同质瓷砂（用生产电瓷的泥浆制作的瓷砂）的强度要高，即要求α砂<α瓷。若考虑上砂后需要喷压砂釉，瓷与釉的热膨胀系数的合理匹配会直接影响到釉对瓷的强度。烧成后，瓷砂是半埋入釉层后粘结在瓷件胶装部位的表面，故进一步提出对瓷砂的热膨胀性能的要求。即α釉≤α砂<α瓷。 表1为笔者公司瓷砂、压砂釉、瓷坯热膨胀系数情况。瓷砂的膨胀系数对强度的影响如表2所示。
2.2 瓷砂的吸水率对瓷体强度的影响
瓷砂吸水率过高，瓷体烧成后瓷砂收缩过大，容易产生爆砂；瓷砂吸水率过低，与坯体之间的粘接不牢固，上砂后容易造成瓷砂脱落，如：胶装部位缺砂严重，会导致胶装后产品的强度降低。经反复实验，当吸水率在3%～8%之间时，瓷砂与坯体和瓷体结合的最为牢固。瓷砂吸水率对产品强度的影响如表3所示。
2.3 瓷砂的粒度大小对瓷体强度的影响
瓷砂的粒度大小为12～20目之间，上砂后要求堆砂高度小余3 mm，单个缺砂面积小于25 mm2，胶装部位缺砂总面积小于100 mm2，瓷砂分布为30～50粒/cm2，如果缺砂面积过大或堆砂过高都会对产品的强度产生影响。
2.4 瓷砂的形状对瓷体强度的影响
长方体或圆柱体瓷砂，因与瓷坯接触面积大，容易粘接，目前被国内大多数电瓷生产厂家采用。只有少数出口产品因特殊要求使用球形瓷砂。使用球形瓷砂的产品强度略小于使用圆柱型或长方体瓷砂的产品。
3 瓷砂制作工艺的研究
由于瓷砂对瓷体强度的影响很大，如何制备出性能更好、更经济的瓷砂是本文研究的重点。本文从瓷砂的制备工艺方面进行分析，以期打破传统工艺而制得高强度的产品。传统瓷砂工艺流程示意图如图4所示，新型瓷砂工艺流程示意图如图5所示。
由图4与图5对比可知，两者在工艺上所存在的差异如下：
（1） 传统上生产的瓷砂为特定的配方，将各种原料装入球磨机研磨至要求的细度后才能放磨，浪费了大量的人力、物力。而现用制作方法为生产中的泥浆加入325目全通过的高铝矾土在泥浆池中搅拌均匀即可使用。
（2） 传统瓷砂的烧成在特定的小煤气窑中完成，烧成温度为1050 ℃，烧成时间为36 h，既浪费人力又浪费能源。而现用瓷砂在大生产用的窑炉中烧成，不占用窑炉自身的有效空间，燃气的使用量可以忽略不计。
（3） 传统的瓷砂上砂之后落地的瓷砂因吸水率较高，清洗时容易破碎，无法回收。而现用瓷砂上砂后落地的瓷砂回收率达到80%，而且能够重复使用，并且不影响产品的性能。
（4） 两种工艺生产的瓷砂产品的强度也有很大的区别，其详情如表4所示。
由表4可知，使用新工艺生产的瓷砂胶装后产品的强度大于原来瓷砂胶装产品的强度。
4 落地瓷砂的回收
使用老工艺制得的瓷砂的吸水率为7.45%，笔者公司曾尝试回收使用，因瓷砂强度不够，在回收的过程中要对落地的瓷砂进行清洗除脏，瓷砂很容易破碎，回收率很低，一直未能成功。采用新工艺制得的瓷砂，吸水率为3.15%，瓷砂比较坚硬致密，容易清洗和干燥，在回收的过程中基本上没有破碎现象，故很容易进行回收再利用，大大降低了生产成本。落地砂回收工艺流程示意图如图6所示。
5 结语
瓷砂对高压电瓷产品的强度有着非重要的作用，使用新工艺制作的瓷砂，简化了生产工艺流程，节约了大量的人力、物力，提高了产品的性能。新工艺制得的瓷砂可以回收重复利用，使生产效率大幅提高，生产成本大幅降低。目前新工艺的瓷砂已经正式使用，并取得了良好的效果。
