废弃氧化铝匣钵制备耐热砂锅的方法与流程

专利2025-12-20  11


本发明涉及砂锅制备领域,具体涉及一种废弃氧化铝匣钵制备耐热砂锅的方法。


背景技术:

1、许多陶瓷生产中特别是日用陶瓷、艺术陶瓷为了得到更好的釉面效果和更好的利用烧成空间降低成本,需要将坯体装入一种特制容器中入窑烧制,这种容器在陶瓷生产工艺中就叫匣钵。匣钵是陶瓷生产中的窑具之一,在烧制陶瓷器过程中,为防止气体及有害物质对坯体、釉面的破坏及污损,将陶瓷器和坯体放置在耐火材料制成的容器中焙烧,各种瓷坯,均须先装入匣钵,然后才装进窑炉焙烧。使用匣钵烧制陶瓷器,不仅可提高装烧量、制品不致粘结、提高成品率,而且匣钵还具有一定的导热性和热稳定性,可保证陶瓷质量。匣钵的形状,依器物形状而异,由耐火泥料经高温焙烧而成。

2、目前工业匣钵的种类包括碳化硅匣钵、莫来石匣钵和氧化铝匣钵,其中氧化铝匣钵是一种用三氧化二铝含量较高的耐火粘土和铝矾土骨料为主要原料制成的广泛用于陶瓷生产的耐火材料用具,可以重复使用,使用次数越高品质越好。由于合格的氧化铝匣钵的在陶瓷生产中需要不停的出入窑炉,冷热交换,最高周转次数可以达到几百次,这就需要匣钵的热膨胀系数要小并具有良好的热稳定性,而废弃的氧化铝匣钵由于其主要化学成分三氧化二铝、二氧化硅、以及氧化镁比较稳定、热稳定性好,而生产耐热砂锅正好需要氧化铝匣钵的这些特性,而匣钵达到使用次数后成为垃圾,污染环境。基于这些特性,以及长期从事陶瓷生产实践经验,提出用废弃匣钵制作耐热砂锅的构想。

3、废弃氧化铝匣钵的储量。就山西而言,全省有陶瓷生产企业上百家,大同、朔州、吕梁、阳泉、长治、晋城等都有分布,年产废弃氧化铝匣钵至少在上千吨以上,其中质纯的也在几百吨以上,可用资源丰富,运输便利。这些宝贵的资源大多都被当做垃圾倒掉,由于政策越来越严,这些废弃氧化铝匣钵的倾倒需要占用大量地方,这样对企业是个负担。长期倾倒污染环境,是陶瓷行业一个非常麻烦的难题。

4、目前生产耐热砂锅解决热稳定性的方法主要依靠锂辉石,锂辉石属单斜晶系,晶体常呈柱状,粒状或板状,颜色呈灰白、灰绿、紫色或黄色等,硬度6.5-7,密度3.03-3.22g/cm3。作为锂化学制品原料,广泛应用于锂化工、玻璃、陶瓷行业,享有"工业味精"的美誉。在传统砂锅工艺的基础上,在原料中按一定比例加入锂辉石,利用锂辉石稳定、耐热的特性,以弥补传统砂锅干烧易裂的缺点。这类砂锅叫新一代陶瓷砂锅,也叫锂辉石砂锅,砂锅可干烧至400℃投入20℃水中不裂。锂辉石质耐热砂锅可直接在微波炉内烧烤,也可在冰箱冷藏,在各种热源下炸、炒、炖、煮食品,经受长期的急冷急热条件下的考验仍完好无损,具有良好的热稳定性能。

5、锂辉石砂锅优点很多,但它的缺点也是致命的。我国并没有锂辉石矿藏,每年需要从澳大利亚大量进口。虽然国内有少量的锂长石分布,但由于锂含量低无法满足耐热砂锅的指标要求。再者由于国际国内近年来锂电行业的高速发展,锂辉石的需求量无限增大,供应紧张,国际锂辉石价格大幅上涨,近几年从四千元一吨已经涨到四万元一吨,对陶瓷制造业冲击很大,工厂无法完全消化如此高的成本。另外从国家战略发展布局,锂辉石的使用优先航空航天、高科技领域以及新能源领域,相比陶瓷行业使用锂辉石并不是刚需,从长远看对陶瓷行业的影响会越来越大,如果不提前找出路将来必定没有生存空间。

6、在锂辉石砂锅出现之前,解决耐热砂锅热稳定性的另外一种方法是在加工原料时放大颗粒,使泥料中大量配比2-3毫米的颗粒,从而以分散颗粒的分布达到降低热膨胀系数的热稳定性处理方法,满足砂锅的指标要求。但是这种解决方法有个缺点是泥料较粗,对砂锅成型有局限,产品粗放,表面粗糙,不能制作精细产品。而现代社会发展人民对审美的提高导致原始的制作工艺所生产的产品不能被大众所接受。


技术实现思路

1、本发明克服现有技术的不足,提供一种废弃氧化铝匣钵制备耐热砂锅的方法。

2、为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案为:

3、一种废弃氧化铝匣钵制备耐热砂锅的方法,包括以下步骤:

4、步骤一、精选原料,除去原料中的杂质,将废弃的氧化铝匣钵、阳泉青坩、滑石粉、熔融石英、生铝矾土粉碎,然后过筛,得到颗粒物备用;

5、步骤二、将重量份配比的阳泉青坩、滑石粉、熔融石英粉、生铝矾土和废弃氧化铝匣钵颗粒,混合后加水搅拌,常温环境下陈腐三天以上备用;

6、步骤三、将步骤二陈腐后的混合料经练泥机制取含水量在20~25%范围内的泥条;

7、步骤四、将步骤三得到的泥条在真空度不低于-0.07mpa的真空练泥机内进行第一次真空练泥,然后将泥条在环境温度15~25℃、相对湿度在50hr的环境中进行陈腐三天以上备用;

8、步骤五、成型时再进行第二次真空练泥,含水量控制在20%~22%之间,真空度不低于-0.07mpa以下制取泥条;

9、步骤六、通过手工或成型设备制取出各种造型的毛坯产品,干燥后坯体水分在10℃~15℃脱模,脱模后的坯体烘干至水分3%以下;

10、步骤七、用砂布将毛坯口部打磨圆润,粘接过度部位打磨平整,再用海绵蘸清水将坯体表面浮沙擦净,再进行烘干至水分3%以下,得到合格的青坯;

11、步骤八、制备釉料:将精选后的釉料装球磨加水磨1个小时,过筛备用;

12、步骤九、用浸釉或喷釉两种方法对青坯进行施釉,烘干至水分3%以下待装窑;

13、步骤十、将施釉后的体坯进行装窑,采用氧化气氛烧成和还原气氛熏制综合进行烧制。

14、上述原料组分均具有公知的化学组成(质量份数),如下表所示:

15、

16、进一步的,步骤一中废弃氧化铝匣钵粉碎过筛的颗粒的粒径在1毫米以下。

17、进一步的,步骤一中阳泉青坩、滑石粉、熔融石英、生铝矾土粉碎过筛的细度为80目筛。

18、进一步的,步骤二中所述步骤2中混合料与水的比例为1:0.3。

19、进一步的,步骤二中各原料的重量份配比为:废弃氧化铝匣钵15~20份、阳泉青坩45~55份、滑石粉15~20份、熔融石英5~10份、生铝矾土10~15份。

20、优选的,步骤八中所述釉料包括以下重量份配比的原料:黄土70~90份、方解石10~20份。

21、优选的,步骤八中球磨球石料比例为1:1,装球磨料水比例为1:1,所述釉料原料磨细后过100目筛。

22、优选的,步骤九中施釉釉浆比重为1.8~2.0。

23、优选的,步骤十中的烧成为负压氧化气氛,升温曲线为:0℃~150℃60分种,150℃~400℃60分钟,400℃~800℃60分钟,800℃~1050℃60分钟,1050℃~1150℃60分钟,1150℃~1200℃60分钟,1200℃~1250℃60分钟,1250℃保温60分钟。

24、优选的,所述步骤十中的还原气氛熏制介质为木柴、木屑,还原温度1000℃~1150℃,密封保持120分钟以上。

25、与现有技术相比本发明具有以下有益效果:

26、废弃氧化铝匣钵本身是一种熟料,其烧制温度已经超过耐热砂锅的烧成温度,按一定比例的废弃氧化铝匣钵加入到耐热砂锅配方中,可以降低烧成收缩,减少烧成过程氧化物释放,缩短氧化分解时间,烧成时间相应就越短,节约燃料有利于产品烧制。烧成收缩越小,意味着可以增大烧成体积,在同等容量前提下,收缩越小可装产品越多。另外烧成收缩越小,产品变形率也就越小。综上所述生产成本可降低5-8%,产品合格品率有原来的90%提高到95%,有效增强产品竞争力。

27、由于废弃氧化铝匣钵的铝含量比较高,可达到40%以上,与传统耐热砂锅相比,使用废弃氧化铝匣钵制作的砂锅强度更好,声音清脆。废弃氧化铝匣钵本身具有非常良好的热稳定性和透气性,使用废弃氧化铝匣钵制作的耐热砂锅热稳定性可达到450℃到20℃冷热交换不裂,另外使用氧化铝匣钵制作的耐热砂锅透气性更好,透气性的提高对后期砂锅在使用过程中能有效保护食材的原味口感,同等条件下能食材保鲜时间更长。


技术特征:

1.一种废弃氧化铝匣钵制备耐热砂锅的方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的废弃氧化铝匣钵制备耐热砂锅的方法,其特征在于,步骤一中废弃氧化铝匣钵粉碎过筛的颗粒的粒径在1毫米以下。

3.根据权利要求1所述的废弃氧化铝匣钵制备耐热砂锅的方法,其特征在于,步骤一中阳泉青坩、滑石粉、熔融石英、生铝矾土粉碎过筛的细度为80目筛。

4.根据权利要求1所述的废弃氧化铝匣钵制备耐热砂锅的方法,其特征在于,步骤二中所述步骤2中混合料与水的比例为1:0.3。

5.根据权利要求1所述的废弃氧化铝匣钵制备耐热砂锅的方法,其特征在于,步骤二中各原料的重量份配比为:废弃氧化铝匣钵15~20份、阳泉青坩45~55份、滑石粉15~20份、熔融石英5~10份、生铝矾土10~15份。

6.根据权利要求1-5任一项所述的废弃氧化铝匣钵制备耐热砂锅的方法,其特征在于,步骤八中所述釉料包括以下重量份配比的原料:黄土70~90份、方解石10~20份。

7.根据权利要求6所述的废弃氧化铝匣钵制备耐热砂锅的方法,其特征在于,步骤八中球磨球石料比例为1:1,装球磨料水比例为1:1,所述釉料原料磨细后过100目筛。

8.根据权利要求1-5任一项所述的废弃氧化铝匣钵制备耐热砂锅的方法,其特征在于,步骤九中施釉釉浆比重为1.8~2.0。

9. 根据权利要求1-5任一项所述的废弃氧化铝匣钵制备耐热砂锅的方法,其特征在于,步骤十中的烧成为负压氧化气氛,升温曲线为:0℃~150℃60分种, 150℃~400℃60分钟, 400℃~800℃60分钟, 800℃~1050℃60分钟, 1050℃~1150℃60分钟,1150℃~1200℃60分钟,1200℃~1250℃60分钟,1250℃保温60分钟。

10.根据权利要求1-5任一项所述的废弃氧化铝匣钵制备耐热砂锅的方法,其特征在于,所述步骤十中的还原气氛熏制介质为木柴、木屑,还原温度1000℃~1150℃,密封保持120分钟以上。


技术总结
本发明涉及砂锅制备领域,具体涉及一种废弃氧化铝匣钵制备耐热砂锅的方法;本发明通过利用陶瓷生产中产生的废弃氧化铝匣钵重新加工成原料,利用其中的化学成分再次引入耐热砂锅制造的配方中,既有效利用废料,降低生产成本,又起到节能环保的作用,实现自我循环利用。按一定比例的废弃氧化铝匣钵加入到耐热砂锅配方中,可以降低烧成收缩,减少烧成过程氧化物释放,缩短氧化分解时间,烧成时间相应就越短,废弃氧化铝匣钵本身具有非常良好的热稳定性和透气性,使用废弃氧化铝匣钵制作的耐热砂锅热稳定性可达到450℃到20℃冷热交换不裂,另外使用氧化铝匣钵制作的耐热砂锅透气性更好。

技术研发人员:赵洪
受保护的技术使用者:平定拙诚坊艺术陶瓷有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/7/25
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