專利名稱：用節(jié)能型搪玻璃釉涂搪的大型搪玻璃設(shè)備的搪燒方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種大型搪玻璃設(shè)備的搪燒方法。屬搪玻璃技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景搪玻璃設(shè)備是石油、化工、醫(yī)藥、食品工業(yè)的重要防腐、防污染設(shè)備。搪玻璃設(shè)備，由攪拌器、減速機(jī)和罐體組成。罐體(如圖1)由上封頭2、下 封頭5、筒體4和管口等組成。罐體底部有出料管口7，上部有加料管口8 及人孔1等，其外部有夾套，夾套由夾套筒體3、夾套下封頭6和接管組 成。搪玻璃罐體用上接環(huán)9、下接環(huán)10與夾套焊接。搪玻璃罐體內(nèi)壁涂搪一層玻璃質(zhì)釉，玻璃質(zhì)釉經(jīng)850-950'C高溫?zé)?而粘附于坯體壁(低碳鋼)上。其中搪燒技術(shù)是工藝過程中最重要的工藝。 傳統(tǒng)的搪燒工藝是將常溫制品直接放入已升溫至850-95(TC左右的窯爐中， 制品自由地升溫，等再升溫到850-95(TC左右，玻璃質(zhì)釉在低碳鋼制搪玻 璃設(shè)備坯體表面熔化成均勻的玻璃質(zhì)釉層，在這個(gè)過程中由于窯爐中的氣 氛、玻璃質(zhì)釉和鋼材之間復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)及物理作用，使釉層的質(zhì)量難于 保證，產(chǎn)生嚴(yán)重的銹點(diǎn)、泡影(暗泡或稱再沸氣泡)、發(fā)紋等缺陷。究其原 因，主要有以下幾點(diǎn)1、再沸，是指已經(jīng)涂搪的試件(或工件)，再加熱時(shí)會突然出現(xiàn)氣泡， 當(dāng)延長燒成時(shí)間，氣泡會塌陷或消失，而鋼材中含有的氫是產(chǎn)生搪瓷缺陷"再沸"的主要根源。氫在純鐵中的溶解度是溫度的函數(shù)，隨溫度升高氫在鋼中溶解度增大，反之，降溫則析出，如圖2所示。這里要指出存在于鋼材中的氫有多種形式，而主要是兩種，g卩分子氫(H2)及原子氫[H]。分子氫會儲存于鋼材的間隙中。分子氫和原子氫可以相互轉(zhuǎn)化，存在量的比例與溫度及壓力有關(guān)。分子氫在鋼材中是不可擴(kuò)散的。原子氫[H]在鋼材中會向各個(gè)方向擴(kuò)散，同時(shí)也會向玻璃一金屬界面 聚集，以氣體分子H2的形式沉淀于任何足夠大的界面空隙里。當(dāng)再次搪燒 時(shí)氫分子會應(yīng)受熱而形成再沸氣泡。2、 暗泡、銹點(diǎn)等缺陷主要與初生態(tài)氫[H]在鋼中的行為有關(guān)，鋼中氫的來源是多方面的，除了鋼材自身含有一定量的氫外，在搪燒時(shí)鋼材表面 與水氣的反應(yīng)生成的初生態(tài)氫[H]也是氫的重要來源，有如下反應(yīng)C+H20—C0+ 2[H] ......①Fe+ H20—Fe0+ 2[H] ......②[H] + [H]:TH2t ……③反應(yīng)中的H20主要存在于窯爐氣氛中，氣氛中的水汽越多，生成的初 生態(tài)氫越多，產(chǎn)生的暗泡、銹點(diǎn)等缺陷也就越多。而由于通常窯爐中的水 汽為不確定因素。特別是高溫雨水季節(jié)，空氣非常潮濕。該氣氛中有很多 的水汽，會生成很多的初生態(tài)氫，因此也就會產(chǎn)生的較嚴(yán)重的的暗泡、銹 點(diǎn)等缺陷。因此只有降低窯爐氣氛中的水汽才會降低鋼材中溶解原子氫的 量從而使降溫時(shí)析出原子氫的量變少，從而克服或減少再沸。3、 本發(fā)明專利所采用的搪玻璃釉為一種磨加超細(xì)Zr02粉體作增強(qiáng)劑的節(jié)能型玻璃面釉，由熔塊和磨加物兩部分組成，其熔塊主要有以下重量份的原料組成基體齊U:Si02+B203二45^55助溶劑Na20+K20二7 12 MgO+CaO+BaO二12 16 Li203.5~6著色劑CoO 1~2耐火成分Zr02+Al203+Ti02二6 15;所述磨加物，其組成按熔塊重量為100計(jì)，主要有以下重量份的原料組成400~500目鋯英粉40~60 懸浮劑粘土3 5。我們把磨好的釉料制成02咖X3mm圓柱體試樣，采用與實(shí)際生產(chǎn)中釉 燒的升溫速率相同的加熱速率，用高溫顯微鏡觀察試樣在加熱過程中外形 的變化情況，并記錄下不同形狀時(shí)的溫度。如圖3所示為玻璃釉料熔融過 程外形的變化圖。根據(jù)圖3就可測出該搪玻璃釉的高溫特性參數(shù)始熔溫度(11=1076泊):550°C熔化溫度(n二l(T泊):780。C完全熔化溫度(!1=1032泊):880。C流動(dòng)溫度(11=1022泊):960。C。搪玻璃釉的熱膨脹約在a =9-9. 5X 1(TV'C，鋼材的a =13-14X 10—7°C， 而且搪玻璃釉在升溫過程中有三個(gè)溫度特征為室溫-55(TC為疏松粉末狀， 550-78(TC為粘團(tuán)狀，780-95CTC為流動(dòng)的玻璃狀，如圖4所示。制品在升溫時(shí)，鋼材的熱膨脹比搪玻璃釉大，若在升溫過程中搪玻璃釉層和鋼材受熱不同步，鋼材結(jié)構(gòu)復(fù)雜處受熱比搪玻璃釉快，則產(chǎn)生鋼材 對搪玻璃釉層的拉力矩，將處于粘團(tuán)狀態(tài)下的搪玻璃釉層拉成發(fā)紋。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種能減少搪玻璃設(shè)備搪燒窯 爐氣氛中的水汽、且能有效控制搪燒窯爐升溫速率的用節(jié)能型搪玻璃釉涂 搪的大型搪玻璃設(shè)備的搪燒方法。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的 一種用節(jié)能型搪玻璃釉涂搪的大型搪玻 璃設(shè)備的搪燒方法，其特征在于所述方法主要包括將經(jīng)過干燥的空氣通入搪燒大型搪玻璃設(shè)備的窯爐內(nèi)，而窯爐內(nèi)的濕 熱空氣同時(shí)被窯爐熱氣自由帶出，通過這樣連續(xù)或不連續(xù)的干、濕空氣置 換，使窯爐內(nèi)氣氛中的水汽的含量控制在平均露點(diǎn)小于2 4°C。將窯爐的燒成溫度分成多個(gè)控溫段，其中前三個(gè)控溫段a、 b、 c分別為(見圖5):a:室溫-550℃ 8 10℃/分 b: 550-780℃ 2 4℃/分 c: 780-880℃ 3 5℃/分。制品在升溫時(shí)，鋼材的熱膨脹比搪玻璃釉大。在55(TC之前釉為疏松 粉末狀，鋼材對釉層沒有產(chǎn)生拉力，所以加溫速度可快些為8 10℃/分； 當(dāng)溫度升到550-780℃釉為粘團(tuán)狀，則產(chǎn)生鋼材對搪玻璃釉層的拉力矩， 在罐體結(jié)構(gòu)復(fù)雜處鋼材受熱比搪玻璃釉快，增大了拉力矩，將處于粘團(tuán)狀 態(tài)下的搪玻璃釉層拉成發(fā)紋，所以在該溫度段一定要將升溫速度降下來， 控制在2 4℃分；溫度超過780℃以后因釉層已熔化，鋼材對熔化釉層沒有拉力，所以可以適當(dāng)加快升溫速度為3 5XV分。本發(fā)明采用的搪玻璃釉為一種磨加超細(xì)ZiU粉體作增強(qiáng)劑的節(jié)能型玻 璃面釉，由熔塊和磨加物兩部分組成，其熔塊主要有以下重量份的原料-4-組成基體劑Si02+B20:,二45 55助溶劑^20+1(20=7 12 MgO+CaO+BaO=12~16 Li203.5~6著色劑CoO 1 2耐火成分Zr02+AlA+TiO產(chǎn)6 15;所述磨加物,其組成按熔塊重量為100計(jì)，主要有以下重量份的原料組成400 500目鋯英粉40~60懸浮劑粘土3 5。本發(fā)明具有以下特點(diǎn)1、 本發(fā)明通過向窯爐內(nèi)通入干燥的空氣，同時(shí)排出濕熱的空氣，來控 制窯爐氣中的水份，減少了初生態(tài)氫[H]的量。達(dá)到了減輕或消除暗泡、銹 點(diǎn)等缺陷的目的；2、 本發(fā)明通過微機(jī)控制制品升溫過程中上述三個(gè)溫度控制段的升溫速 率，緩沖和平衡了氫在鋼中的溶解和析出量，不會因升溫速度過快而使氫 溶不進(jìn)鋼中或因溫度波動(dòng)突然析出，從而使得氫以氫分子的形式儲留鋼和 釉之間形成暗泡。3、 本發(fā)明通過微機(jī)有效控制升溫速率，使鋼和釉層接近同步升溫，緩 解了鋼的過快膨脹，同時(shí)使釉層的軟化、熔化速度跟上了鋼的膨脹，這樣一方面減少了鋼對釉層的拉力矩，另一方面，釉層加快了軟化，即使產(chǎn)生 微的拉力矩不會產(chǎn)生發(fā)紋缺陷，因?yàn)檐浕说挠詫訒芾ψ冃危粫?撕裂。


圖1為本發(fā)明所涉及的閉式搪玻璃反應(yīng)罐體總體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明所涉及的氫在純鐵中的可逆溶解度圖。圖3為本發(fā)明所涉及的玻璃釉料熔融過程外形的變化圖。圖4為本發(fā)明所涉及的釉料隨溫度變化的狀態(tài)圖。圖5為本發(fā)明所涉及的升溫曲線圖。圖6為本發(fā)明所涉及的窯爐豎立面結(jié)構(gòu)示意圖。圖中人孔l、上封頭2、夾套筒體3、筒體4、下封頭5、夾套上封 頭6、出料管口7、加料管口8、上接環(huán)9、下接環(huán)IO、干燥空氣通入管A。
具體實(shí)施方式
1) 窯爐內(nèi)氣氛采用循環(huán)方式參見圖6,將下沉式窯爐在爐體的殼體底部開設(shè)若干個(gè)干燥空氣進(jìn)口， 在窯爐頂部設(shè)置有若干個(gè)干燥空氣通入管A，干燥氣體由管A通入，使?fàn)t 體外圍充滿干燥氣體，使得干燥氣體從爐體底部進(jìn)入爐體；窯爐的爐門與 爐門、爐門與吊桿之間的間隙作為排濕口。將窯爐內(nèi)的濕熱空氣通過該排 濕口自由排出，通過這樣的連續(xù)或不連續(xù)的干、濕空氣置換，使窯爐內(nèi)氣 氛中的水汽的含量達(dá)到搪燒工藝要求，平均露點(diǎn)小于2 4°C。2) 將1500KV電加熱窯爐分成12 16組，采用微機(jī)按升溫曲線控制升 溫速率。其中前三個(gè)控溫段a、 b、 c分別為a:室溫-550°C 8 10。C/分 b: 550-780°C 2 4。C/分 c: 780-880°C 3 5。C/分。根據(jù)搪玻璃設(shè)備制品大小和結(jié)構(gòu)差異，可調(diào)節(jié)升溫速率。 3、本發(fā)明采用的搪玻璃釉為一種磨加超細(xì)Zr02粉體作增強(qiáng)劑的節(jié)能型玻璃面釉，由熔塊和磨加物兩部分組成，其熔塊主要有以下重量份的原料組成基體劑Si02+B20^45 55助溶劑^&0+1(20=7~12 Mg0+Ca0+Ba0=12~16 Li203.5~6著色劑CoO 1~2耐火成分Zr02+AlA+Ti0^6 15;所述磨加物，其組成按熔塊重量為100計(jì)，主要有以下重量份的原料組成400 500目鋯英粉40 60懸浮劑粘土3 5。注露點(diǎn)溫度的注解露點(diǎn)是空氣濕度的一種表示方法。當(dāng)空氣溫度下降，空氣中的水汽會凝結(jié)成小水滴。恰好產(chǎn)生小水滴的溫度點(diǎn)即為露點(diǎn)。
權(quán)利要求
1、一種用節(jié)能型搪玻璃釉涂搪的大型搪玻璃設(shè)備的搪燒方法，其特征在于所述方法主要包括將經(jīng)過干燥的空氣通入搪燒大型搪玻璃設(shè)備的窯爐內(nèi)，而窯爐內(nèi)的濕熱空氣同時(shí)被窯爐熱氣自由帶出，通過這樣連續(xù)或不連續(xù)的干、濕空氣置換，使窯爐內(nèi)氣氛中的水汽的含量控制在平均露點(diǎn)小于2～4℃；將窯爐的燒成溫度分成多個(gè)控溫段，其中前三個(gè)控溫段a、b、c分別為a室溫-550℃ 8～10℃/分b550-780℃ 2～4℃/分c780-880℃ 3～5℃/分所述大型搪玻璃設(shè)備內(nèi)壁涂搪的搪玻璃釉，由熔塊和磨加物兩部分組成，其熔塊主要有以下重量份的原料組成基體劑SiO2+B2O3＝45～55助溶劑Na2O+K2O＝7～12 MgO+CaO+BaO＝12～16 Li2O3.5～6著色劑CoO1～2耐火成分ZrO2+Al2O3+TiO2＝6～15；所述磨加物，其組成按熔塊重量為100計(jì)，主要有以下重量份的原料組成400～500目鋯英粉40～60懸浮劑粘土3～5。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用節(jié)能型搪玻璃釉涂搪的大型搪玻璃設(shè)備的搪燒方法，包括將經(jīng)過干燥的空氣通入搪燒大型搪玻璃設(shè)備的窯爐內(nèi)，而窯爐內(nèi)的濕熱空氣同時(shí)被窯爐熱氣自由帶出，通過這樣連續(xù)或不連續(xù)的干、濕空氣置換，使窯爐內(nèi)氣氛中的水汽的含量控制在平均露點(diǎn)小于2～4℃；將窯爐的燒成溫度分成多個(gè)控溫段，其中前三個(gè)控溫段a、b、c分別為a室溫-550℃ 8～10℃/分，b550-780℃ 2～4℃/分，c780-880℃ 3～5℃/分；本發(fā)明方法能減少搪玻璃設(shè)備搪燒窯爐氣氛中的水汽、且能有效控制搪燒窯爐升溫速率。避免了釉層表面嚴(yán)重的銹點(diǎn)、泡影(暗泡或稱再沸氣泡)、發(fā)紋等缺陷的產(chǎn)生，使釉層的質(zhì)量得到保證。
文檔編號C23D5/04GK101250702SQ20081002035
公開日2008年8月27日 申請日期2008年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月3日
發(fā)明者余獻(xiàn)忠, 陳鴻美 申請人:江陰硅普搪瓷有限公司