廣東YS-SC粘土在電瓷高強度坯料配方中的應用

楊娟 張力敏 沈駿 孟崇雅 魏森 陸普強

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用到電瓷生產高強度B9配方中，B9配方性能試驗情況及產品生產工藝性能試驗情況及產品過程質量情況，最終得出YS-SC粘土可以代替寬城土應用到電瓷B9配方中的結論。

關鍵詞：粘土;配方性能;工藝性能;

1 引 言

我公司B9高強度坯料配方主要用于電瓷濕法大套管生產，生產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，并進行了多個粘土的性能試驗，最終確定使用廣東YS-SC粘土代替寬城土進行配方試驗，該粘土代替寬城土在高強度坯料配方中的應用試驗情況如下。

2試驗方案

（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粘土配方生產工藝試驗。

3試驗結果

3.1? 廣東YS-SC黑泥粘土性能

YS-SC粘土，產地廣東江門，顏色黑色，可塑性粘土，進廠為淘洗泥餅狀。自2019年1月-6月份，共進廠3批次，130.16噸。理化性能見表1、表2，同時與寬城土進行性能對比，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果可以看出，寬城土的結合力較高，可塑性指數高，≤10μm顆粒含量稍高[2]，≤1μm細顆粒含量高，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，性能穩定;廣東黑泥結合力稍低，可塑性指數稍低，批次間可塑性指數[2]變化大，≤10μm顆粒含量稍低，≤1μm細顆粒含量少，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粘土高強度坯料配方編號為Y、使用寬城土高強度坯料配方標號為K;采用試驗室20kg小球磨機進行球磨[3]，球磨細度≤10μm顆粒含量均控制在（61.0-63.0）%之間，過兩遍140目篩，使用強力除鐵棒進行手工除鐵，除鐵后使用試驗室小型練泥機進行榨泥，最高壓力為1.7MPa，榨好泥后陳腐48小時，使用試驗室小型練泥機進行擠制。具體試驗結果見表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稍有降低，其余性能與使用寬城土配方性能接近。

4 生產工藝試驗

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、干燥強度、玻化范圍等性能試驗[6]，每周進行一次使用池泥漿細度檢測。具體試驗結果見表8。

具體趨勢圖見圖1。

使用池細度測試數據統計至2019年8月29日，細度標準為62.0%-64.0%，抽測數據均在標準以內。

由可塑及吸濕性能，干燥及玻化溫度跟蹤數據結果分析，可塑性指數差別很小，性能穩定。72小時平均吸濕膨脹為0.140%。干燥強度呈現下降趨勢，分析認為，造成干燥強度下降有兩方面原因：（1）隨著生產系統中寬城土回料不斷減少，廣東黑泥在配方中含量不斷增多，因為廣東黑泥結合力低，坯料的干燥強度下降;（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真空度發生變化導致。后期觀察坯料干燥強度變化情況，如干燥強度不能滿足生產運輸，需對配方進行改進調整，增加結合力高粘土用量。由于不同日期擠制成型水份有差異，導致干燥收縮有差異，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。玻化范圍很穩定，說明廣東黑泥應用于生產中對坯料的燒成溫度無影響。

4.2? 烘房干燥制度調整

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，對烘房干燥制度進行了調整。

經過對B2料的干燥收縮試驗結果進行分析，結合烘房工況，為減少干燥過程濕坯收縮的有害應力，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生的各種開裂。

4.3坯檢情況

根據生產情況，對車間2-7月坯檢情況進行了統計，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、傘內裂及孔裂，其中掉傘占整個缺陷的13.4%，雜質占整個缺陷的9.8%，傘內裂占6.8%，孔裂占4.5%;3月份質量最差，全月合格率只有38.2%，主要缺陷為傘內裂和雜質及孔裂，傘內裂占整個缺陷的34.7%，雜質占整個缺陷的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，主要缺陷為傘內裂、雜質及孔裂，其中傘內裂占整個缺陷的17.2%，雜質占10.1%，孔裂占4.2%;五月份合格率為76.4%，質量較2、3、4月份有較大提升，主要缺陷為傘內裂，其余缺陷均有所下降，傘內裂缺陷占整個缺陷的12.2%。6、7月份質量均達到84.3%，86.3%，主要缺陷為傘內裂，而且傘內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日開始投入生產使用，三月中下旬坯件逐步出烘房，生產線3月份坯檢質量很差，主要缺陷為傘內裂和雜質，其次為孔裂;分析認為，2、3、4月雜質含量較多，占比在10%左右，雜質主要來源于生產過程控制不嚴格造成，與廣東黑泥的使用無關系。3月份開始出現大量傘內裂和孔裂，結合后面5-7月生產情況，這種大批量傘內裂和孔裂，主要與工藝控制和毛坯管理有關。烘房干燥制度的改進，彌補了工序管理方面的不足。

4.4? 瓷檢情況

統計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外裂，上釉不合，其次為孔裂、主體裂;4月份主要缺陷為傘內裂，上釉不合，傘外裂。5月份質量逐漸提高至66.8%，傘內裂缺陷降至7.1%，傘外裂降至5.4%，孔裂仍較高，占6.2%。6月份質量為67.5%，較5月相比，傘內外裂總體下降，孔裂下降3.8%，但析晶出現并且占5.4%，上釉不合占比4.1%;7月份質量總體上升至74.1%，傘內外裂繼續降低，上釉不合和析晶占比達到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節中解決[4]，主要從調整釉漿工藝參數和細化工人操作方面可以解決，通過對釉漿粘度進行調整及操作過程細化管理，上釉不合缺陷有效改善;針對傘內外開裂缺陷，以及坯檢雜質較多情況，車間加大力度在過程管理方面進行細化，杜絕各工序各種過程雜質，調整烘房干燥制度，減少干燥過程應力，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黑泥可以滿足高強度坯料配方的要求，可以代替寬城土應用于生產中。

5? 結論

（1）廣東YS-SC黑泥各項理化性能比較穩定，但可塑性指數批次間差異大，采購部門應與供方聯系注意供貨質量的穩定性。

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

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

參考文獻

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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;