目 录
一、前 言
二、产品研制情况
三、结 果
四、经济效益及社会效益分析
五、结 论
一、前言
静电除尘器用瓷绝缘子瓷套是静电除尘器中的关键部件，主要起绝缘和支撑阴极框架的作用。在使用的过程中，若瓷套出现问题，阴极框架便会出现垮塌，使整台除尘器全部停运。普通电瓷材料的绝缘性能是随着温度的升高而急剧下降的，即温度越高，其绝缘性能越差。普通电瓷的工作温度为-40℃~+40℃,我公司以前生产的中温电瓷产品只能满足150℃的环境温度。
随着我国静电除尘器工业的高速发展，各行业对静电除尘器的要求也不断提高，静电除尘器的工作环境随着应用领域的扩大也发生了很大的变化。特别是对瓷套的耐受温度和机械强度的要求越来越高。广大用户纷纷要求我们提高瓷套的耐温等级和机械强度。为了提高我公司电瓷产品的性能，满足广大用户的要求，我们决定研制静电除尘器用高温瓷套。该项目符合国家产业政策，无“三废”污染，同时填补国内空白。产品的研制成功，将增强企业发展的后劲和在市场竞争中的实力。
二、产品的研制情况
1、静电除尘器用高温瓷套的技术指标：
⑴、在环境温度300℃时，工频耐受电压≥72kV。
⑵、在常温下，压缩破坏负荷≥500kN。
鉴于产品的工作环境和技术要求，该项目的主要技术内容就在于研究耐高温、高强度的瓷质配方，并制定与其相适应的成型工艺和烧成工艺。
2、该产品采用湿法成型工艺，其工艺流程为：
原料——配料——制泥——成型——干燥——上釉——烧成——研磨——试验——包装入库
3、1999年我们与省科委签订了项目试制合同，研制开发高温瓷套产品。为了能使该项目的研制工作顺利进行，我们成立了由 5 人组成的研制小组，收集有关技术资料，进行考察论证、攻关、试验，确保项目顺利实施。
4、该产品的技术要求高，特别是在高温工况条件下要保持良好的电气性能和机械强度，就必须有一个与技术要求相适应的优良配方。因此，原料的配方研究就成了该项目成功的关键，成了我们攻关的主要课题。
K2O、Na2O是陶瓷原料必不可少的熔剂，其来源主要靠长 石带入。作为电瓷也是一样，主要原料由长石、石英、矾土和粘土组成。随着温度的升高，Na2O原子外围电子开始活跃，易于丢失，使电瓷的绝缘电阻下降，工频耐受电压降低。据有关资料介绍，要想提高电瓷产品在高温下的绝缘性能，就必须提
高原料中K2O与Na2O的比值，控制Na2O的总含量。
根据这一理论，提高K2O与Na2O的比值就成了我们研究试验原料配方的攻关重点。我们首先考虑寻找优质的钾长石原料，先后考察了东北、华北、西北等地区的主要长石原料产区，结果都失败了，原因是所有的长石原料中的K2O与Na2O比值最好的只有4~5：1，只能用来制作中温电瓷（耐受温度150℃以下）。该种产品在环境温度为300℃时，工频耐受电压只有30~40kV，且电流达20A以上，与项目的要求相差甚远。由此分析判断采用钾长石原料无法达到项目的技术要求，只有另找原料。
经查阅有关资料，发现瓷石含有适量的K2O与Na2O，拥有长石、石英共有的成份，且K2O与Na2O的比值高达20：1，很适合我们配方的设计要求，其价格只有长石、石英的50%。选用瓷石原料，既能降低原料中Na2O的含量，提高K2O与Na2O的比值，改善产品在高温环境下的电气性能，又能降低原料成本，因此，瓷石就成为我们主要研究对象。
瓷石的主要成分如下；
根据调查，瓷石原料已被一些玻璃厂家所使用。其优异的K2O、Na2O比例也可以用于电瓷原料。但是没有使用先例，且K2O、Na2O的总量比长石低40%左右，使用后能否达到预期效果，对生产工艺带来何种影响？对此，我们经过反复的论证、计算，并且进行了各种工艺性能和产品性能试验。
首先，按照电瓷产品配方对熔剂的要求，采用瓷石38%、石英10%、再加上矾土、粘土的配方。经过试验，其可塑性指标达不到要求，可塑性差，给成型带来了困难。经过工艺试验，取消了10%的石英，增加可塑性原料，解决了这一问题。
为了确定瓷石在配方中的最佳比例，我们先后设计了二十二个配方，瓷石在配方中的比例最多的为48%，最少的30%。由最初的10%的石英加瓷石配方到最终全部取消配方中的长石和石英原料，采用纯瓷石配方。这种纯瓷石配方是国内电瓷行业其它厂家所没有的。通过对比、优选、做温度电压和机械强度试验，最后优选出了瓷石在配方中的最佳比例。使配方中K2O与Na2O的比例由原来的4.4∶1提高到16.4∶1，为改善产品的温度电压特性奠定了基础。
5、烧成是研制高温瓷套成功的关键工序之一。为了生产研制两不误，企业自筹资金，专为高温瓷套的烧成新建了一座6.6m3燃气抽屉窑。在高温瓷套的试制过程中，烧成质量出现多次反复：第一窑次，按常规瓷套的烧成曲线烧成，结果是烧出的产品全部严重氧化，首次烧成失败。我们召开了专题分析会，对烧成的每个阶段进行了详细的分析，认为在低温排水期没有问题，在氧化分解期和中火保温期，氧化气氛非常强，坯体氧化分解彻底，强还原期操作正常，问题出在强还原结束后的弱还原阶段，在此阶段，窑内的气氛应控制为弱还原气氛，即窑内气体含量中的CO应稍有过剩。产品出窑后，从产品表面上可以看出，在弱还原阶段，窑内还有大量的空气，即O2过剩，致使坯体全部严重氧化，使产品发黄。原因找到了，我们就重新制定了烧成曲线进行试烧。第二窑次烧出的产品，虽然高温氧化的问题得到了解决，但是又出现了瓷件开裂，且以螺旋开裂为主，经检查坯体在干燥的过程中也出现了类似开裂现象。通过深入分析，认为属泥段质量问题，分析原因是真空练泥机的挤出螺旋磨损严重造成的。通过对真空练泥机的修复，开裂的问题得到了很好地解决。但经过多次的试烧，窑后的质量均在60%左右，产品总是存在这样或那样的缺陷。我们对每一窑次都进行总结、分析，调整烧成参数。通过近半年的摸索、试验，终于取得了较好的结果：烧成时间由原来的73小时减少到了现在的55小时，烧成质量由原来的60%左右上升到了现在的85%左右，试验工作达到了预期的目标。
三、结果
该项目完成后，产品经国家绝缘子避雷器质量监督检验中心的检验，其技术指标达到的情况如下；
1、在300℃高温的环境下，产品的工频耐受电压120kV。
2、在常温下，产品的压缩破坏负荷为1350kN。
从上述数字我们不难看出，该产品的技术指标远远超过项目要求的技术指标。〈后附试验报告〉
四、经济效益及社会效益分析
该项目立项时，其可行性报告中预期项目完成后我厂将形成年产3000只高温瓷套的规模，产值达195万元，由于瓷石原料的性能较好且成本较低，现在我们已把该配方推广应用到了所有产品上。事实证明，我们当初的决定是正确的。
2001年，我们共生产高温瓷套4916只，实现销售收入254.7万元；2002年，我们的产值已达1020万元，销售收入748万元（其中瓷套产品的销售收入为524万元），实现了铜川市电瓷厂产值首次突破千万元大关，使企业一举扭亏为盈。2003年实现产值1325万元，销售收入1270万元（其中瓷套产品的销售收入为703万元）。今年预计产值可达1700万元，力争达到1800万元。年增长率达30%以上。
该项目的完成和推广，使静电除尘器因温度过高而引起的故障率大幅下降，赢得了用户的好评。特别是福建龙净公司，年用货量从原来的80万元左右增加到现在的400多万元。该项目也为我厂带来了前所未有的发展机遇，产品目前供不应求，经济效益显著。同时，该项目的完成也极大地推动了我国静电除尘器工业的发展。瓷石配方的应用，也拓宽了电瓷原料的领域。
五、结论
综上所述，该项目的研制成功，使我公司电瓷产品的耐温
等级上了一个新的台阶，为企业培育了新的经济增长点，增强了企业发展的动力，提高了企业在市场中的竞争力，为企业今后的发展打下了更加坚实的基础。
在产品研制过程中，铜川市科技局、铜川市经贸委、铜川市机械电子行业办、西安电瓷研究所和西安高压电瓷厂等单位均给与了我们极大的支持和帮助，在此表示衷心的感谢。
铜川电瓷有限责任公司
二零二零年四月二十日
