添加鋯鋁陶瓷短纖維生產(chǎn)蜂窩陶瓷蓄熱體的配方和工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于一種適用于各種厚壁蜂窩陶瓷體，特別涉及一種添加鋯鋁陶瓷短纖維生產(chǎn)蜂窩陶瓷蓄熱體的配方和工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有技術(shù)中生產(chǎn)蜂窩陶瓷蓄熱體，傳統(tǒng)的配方和工藝為:剛玉莫來石+蘇州土 +氧化鋁微粉(粒徑彡5 μ m) +氧化硅微粉(粒徑彡5 μ m) +羥丙基甲基纖維素+水+油脂類潤(rùn)滑劑，其生產(chǎn)工藝為:配料一球磨機(jī)或V子形混料機(jī)干法混料一捏合機(jī)加水和油脂類潤(rùn)滑劑調(diào)料，使泥料成團(tuán)一真空練泥一泥段陳腐一二次真空練泥一擠壓成型一微波定型一烘箱或烘房干燥一切割、吹灰一裝窯一產(chǎn)品燒成。采用這種配方和工藝所生產(chǎn)的蜂窩陶瓷蓄熱體，從生產(chǎn)工藝上能滿足要求，在使用技術(shù)要求上也基本能滿足要求，但使用壽命較短，一般使用壽命在8?10個(gè)月，其原因?yàn)?由于配方中添加羥丙基甲基纖維素(HPMC)作結(jié)合劑和油脂類潤(rùn)滑劑，產(chǎn)品在高溫?zé)珊髮⑵湔辰Y(jié)劑和潤(rùn)滑劑燒掉，造成了大量的氣孔，而氣孔率與機(jī)械強(qiáng)度成反比，抗壓強(qiáng)度為< 20Mpa，高溫荷重軟化為< 1500°C，由于降低了產(chǎn)品的機(jī)械強(qiáng)度和高溫荷重軟化溫度，產(chǎn)品在長(zhǎng)時(shí)間的高溫運(yùn)行下出現(xiàn)開裂和變形以及塌陷，使燃料受阻和短路回流，嚴(yán)重影響了爐內(nèi)的溫度和運(yùn)行，從而被迫停爐更換，給使用單位帶來經(jīng)濟(jì)損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種添加鋯鋁陶瓷短纖維生產(chǎn)蜂窩陶瓷蓄熱體的配方和工藝，以增強(qiáng)蜂窩陶瓷蓄熱體機(jī)械強(qiáng)度和韌性。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:
添加鋯鋁陶瓷短纖維生產(chǎn)蜂窩陶瓷蓄熱體的配方，先按下列原料質(zhì)量百分比進(jìn)行配料:剛玉莫來石80%，高嶺土 12%，氧化鋁微粉5%，氧化硅微粉3%，再按上述原料總和的質(zhì)量百分比外加鋯鋁陶瓷短纖維4%?6%，羥丙基甲基纖維素(HPMC) 2.5%，硬脂酸2%，水20%?22%。
[0005]所述氧化鋁微粉和氧化硅微粉的粒徑< 5 μ m0
[0006]添加鋯鋁陶瓷短纖維生產(chǎn)蜂窩陶瓷蓄熱體的工藝，其步驟是:
將原料中的粉料加入在強(qiáng)力混料機(jī)內(nèi)，以900r/min轉(zhuǎn)速，干法快速攪拌10?15min，使鋯鋁陶瓷短纖維均勻地分布在陶瓷粉料內(nèi)，然后把轉(zhuǎn)速降低到300r/min，并邊攪拌邊加水進(jìn)行攪拌，使泥料均化成團(tuán)，真空練泥3遍，泥段陳腐48h，二次真空練泥3遍，擠壓成型，微波快速定型，烘箱120°C干燥，切割、吹灰，裝窯，1450°C保溫3h，產(chǎn)品燒成。
[0007]所述蜂窩陶瓷蓄熱體燒成后的化學(xué)組份質(zhì)量百分比為:Si02:23%?24% ;A1 203:70% ?72% ；Fe2O3:^ 0.9% ；Mg0..( 0.6% ;堿金屬..( 1.2%。
[0008]所述蜂窩陶瓷蓄熱體燒成后的主要物理性能為:抗壓強(qiáng)度多30Mpa;耐火度彡17000C ;荷重軟化溫度彡16000C ;堆積密度彡950kg/m3;1550°C高溫二次重收縮率:(1.5% ;適用溫度 1450°C?1480°C。
[0009]所述錯(cuò)招陶瓷短纖維，其規(guī)格為直徑5 μ m?9 μ m，長(zhǎng)度2mm?8mm。
[0010]其中，本發(fā)明選用的鋯鋁陶瓷短纖維與纖維素是二種不同的材料，前者是無機(jī)材料，是生產(chǎn)鋯鋁型陶瓷纖維模塊前的散纖維，在陶瓷產(chǎn)品中起到增強(qiáng)機(jī)械性能，后者是有機(jī)材料，在陶瓷產(chǎn)品生產(chǎn)過程中起到粘結(jié)劑作用；本發(fā)明采用強(qiáng)力混料機(jī)高速攪拌混料，使得陶瓷短纖維棉能夠均勻地混合在陶瓷粉料中，確保擠壓成型工藝要求，如果按照傳統(tǒng)的混料工藝(混料機(jī)干混或球磨混合一捏合機(jī)加水、油脂類潤(rùn)滑劑等調(diào)料一真空練泥一泥料陳腐一真空練泥一擠壓成型)，要想使陶瓷纖維棉均化在陶瓷粉料中是有困難的。
[0011]采用上述方案后，本發(fā)明添加鋯鋁陶瓷短纖維，增強(qiáng)了蜂窩陶瓷蓄熱體機(jī)械強(qiáng)度和韌性，提高了高溫荷重軟化溫度，防止在高溫溫度梯度下造成產(chǎn)品開裂，使蜂窩陶瓷蓄熱體的抗壓強(qiáng)度達(dá)到彡30Mpa，荷重軟化溫度彡1600°C，使用壽命延長(zhǎng)到18?20個(gè)月，降低使用者的成本，提高了產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
【具體實(shí)施方式】
[0012]本發(fā)明公開添加短纖維棉增強(qiáng)蜂窩陶瓷蓄熱體機(jī)械強(qiáng)度的配方和工藝，將鋯鋁陶瓷短纖維按下列原料質(zhì)量百分比進(jìn)行配料:剛玉莫來石80%，龍巖高嶺土 12%，氧化鋁微粉(粒徑< 5 μπι) 5%，氧化硅微粉(粒徑< 5 μπι) 3%。再按上述原料質(zhì)量百分比外加鋯鋁陶瓷短纖維4%?6%，羥丙基甲基纖維素(HPMC) 2.5%，硬脂酸2%，水20%?22%。本發(fā)明還公開了對(duì)應(yīng)的工藝，將原料加入在強(qiáng)力混料機(jī)內(nèi)，以900r/min轉(zhuǎn)速，干法快速攪拌10?15min，使其氧化鋁短纖維均勻地分布在陶瓷粉料內(nèi)，然后把轉(zhuǎn)速降低到300r/min，并邊攪拌邊加水進(jìn)行攪拌，使泥料均化成團(tuán)，真空練泥3遍，泥段陳腐48h，二次真空練泥3遍，擠壓成型，微波快速定型，烘箱120°C干燥，切割、吹灰，裝窯，1450°C保溫3h產(chǎn)品燒成。
[0013]下面結(jié)合三種實(shí)施案例的配比和工藝具體說明。
[0014]實(shí)施例1
將剛玉莫來石80%，龍巖高嶺土 12%，氧化鋁微粉5%，氧化硅微粉3%。再按上述原料質(zhì)量百分比外加鋯鋁陶瓷短纖維6%，羥丙基甲基纖維素(HPMC) 2.5%。再按上述原料總和的百分比外加水22%。配料后將原料加入在強(qiáng)力混料機(jī)內(nèi)，以900r/min轉(zhuǎn)速，干法快速攪拌15min，使其氧化鋁短纖維均勻地分布在陶瓷粉料內(nèi)，然后把轉(zhuǎn)速降低到300r/min，并邊攪拌邊加水進(jìn)行攪拌，使泥料均化成團(tuán)，真空練泥3遍，泥段陳腐48h，二次真空練泥3遍，擠壓成型，微波快速定型，烘箱120°C干燥，切割、吹灰，裝窯，1450°C保溫3h產(chǎn)品燒成。所得蜂窩陶瓷蓄熱體化學(xué)組份質(zhì)量百分比Si02:23%?24% ；A1 203:70%?72% ；Fe 203:^ 0.9% ；MgO:(0.6% ;堿金屬:1.2%。蜂窩陶瓷蓄熱體燒成后的主要物理性能為:抗壓強(qiáng)度38Mpa ;耐火度1750°C ;荷重軟化溫度1650°C ;堆積密度950kg/m3;1550°C高溫二次重收縮率:1.2% ;適用溫度1480 ;使用壽命約20個(gè)月。
[0015]實(shí)施例2
將剛玉莫來石80%，龍巖高嶺土 12%，氧化鋁微粉(粒徑< 5 μ m) 5%，氧化硅微粉(粒徑(5ym)3%o再按上述原料質(zhì)量百分比外加鋯鋁陶瓷短纖維5%，羥丙基甲基纖維素(HPMC)2.5%。再按上述原料總和的百分比外加水21%。配料后將原料加入在強(qiáng)力混料機(jī)內(nèi)，以900r/min轉(zhuǎn)速，干法快速攪拌15min，使其氧化鋁短纖維均勻地分布在陶瓷粉料內(nèi)，然后把轉(zhuǎn)速降低到300r/min，并邊攪拌邊加水進(jìn)行攪拌，使泥料均化成團(tuán)，真空練泥3遍，泥段陳腐48h，二次真空練泥3遍，擠壓成型，微波快速定型，烘箱120 °C干燥，切割、吹灰，裝窯，1450°C保溫3h產(chǎn)品燒成。所得蜂窩陶瓷蓄熱體化學(xué)組份質(zhì)量百分比Si02:23%?24% ;Al203:70%?72% ；Fe 203:^ 0.9% ；MgO 0.6% ;堿金屬:1.2%。蜂窩陶瓷蓄熱體燒成后的主要物理性能為:抗壓強(qiáng)度35Mpa ;耐火度1750°C;荷重軟化溫度1630°C;堆積密度960kg/m3;1550°C高溫二次重收縮率:1.3% ;適用溫度1470°C ;使用壽命約19個(gè)月。
[0016] 實(shí)施例3
將剛玉莫來石80%，龍巖高嶺土 12%，氧化鋁微粉(粒徑< 5 μ m) 5%，氧化硅微粉(粒徑彡5μπι)3%。再按上述原料質(zhì)量百分比外加鋯鋁陶瓷短纖維4%，羥丙基甲基纖維素(HPMC)2.5%。再按上述原料總和的百分比外加水20%。配料后將原料加入在強(qiáng)力混料機(jī)內(nèi)，以900r/min轉(zhuǎn)速，干法快速攪拌15min，使其氧化鋁短纖維均勻地分布在陶瓷粉料內(nèi)，然后把轉(zhuǎn)速降低到300r/min，并邊攪拌邊加水進(jìn)行攪拌，使泥料均化成團(tuán)，真空練泥3遍，泥段陳腐48h，二次真空練泥3遍，擠壓成型，微波快速定型，烘箱120 °C干燥，切割、吹灰，裝窯，1450°C保溫3h產(chǎn)品燒成。所得蜂窩陶瓷蓄熱體化學(xué)組份質(zhì)量百分比Si02:23%?24% ;Al203:70%?72% ；Fe 203:^ 0.9% ；MgO 0.6% ;堿金屬:1.2%。蜂窩陶瓷蓄熱體燒成后的主要物理性能為:抗壓強(qiáng)度32Mpa ;耐火度1750°C;荷重軟化溫度1620°C;堆積密度970kg/m3;1550°C高溫二次重收縮率:1.4% ;適用溫度1460°C ;使用壽命約18個(gè)月。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.添加鋯鋁陶瓷短纖維生產(chǎn)蜂窩陶瓷蓄熱體的配方，其特征在于:先按下列原料質(zhì)量百分比進(jìn)行配料:剛玉莫來石80%，高嶺土 12%，氧化鋁微粉5%，氧化硅微粉3%，再按上述原料總和的質(zhì)量百分比外加鋯鋁陶瓷短纖維4%?6%，羥丙基甲基纖維素HPMC2.5%，硬脂酸2%，水 20% ?22%。2.如權(quán)利要求1所述的添加鋯鋁陶瓷短纖維生產(chǎn)蜂窩陶瓷蓄熱體的配方，其特征在于:所述氧化鋁微粉和氧化硅微粉的粒徑< 5 μπι。3.添加鋯鋁陶瓷短纖維生產(chǎn)蜂窩陶瓷蓄熱體的工藝，其特征在于步驟是: 按權(quán)利要求1所述添加鋯鋁陶瓷短纖維生產(chǎn)蜂窩陶瓷蓄熱體的配方，將原料中的粉料加入在強(qiáng)力混料機(jī)內(nèi)，以900r/min轉(zhuǎn)速，干法快速攪拌10?15min，使鋯鋁陶瓷短纖維均勻地分布在陶瓷粉料內(nèi)，然后把轉(zhuǎn)速降低到300r/min，并邊攪拌邊加水進(jìn)行攪拌，使泥料均化成團(tuán)，真空練泥3遍，泥段陳腐48h，二次真空練泥3遍，擠壓成型，微波快速定型，烘箱120°C干燥，切割、吹灰，裝窯，1450°C保溫3h，燒成蜂窩陶瓷蓄熱體產(chǎn)品。4.權(quán)利要求3所述添加鋯鋁陶瓷短纖維生產(chǎn)蜂窩陶瓷蓄熱體的工藝，其特征在于:所述蜂窩陶瓷蓄熱體燒成后的化學(xué)組份質(zhì)量百分比為:Si02:23%?24% ；A1 203:70%?72% ；Fe2O3:彡 0.9% ；Mg0..( 0.6% ;堿金屬..( 1.2%。5.權(quán)利要求3所述添加鋯鋁陶瓷短纖維生產(chǎn)蜂窩陶瓷蓄熱體的工藝，其特征在于:所述蜂窩陶瓷蓄熱體燒成后的物理性能為:抗壓強(qiáng)度彡30Mpa ;耐火度彡17000C ;荷重軟化溫度彡1600°C;堆積密度彡950kg/m3;1550°C高溫二次重收縮率:彡1.5% ;適用溫度1450°C?1480。。。6.權(quán)利要求3所述添加鋯鋁陶瓷短纖維生產(chǎn)蜂窩陶瓷蓄熱體的工藝，其特征在于:所述錯(cuò)招陶瓷短纖維，其規(guī)格為直徑5 μ m?9 μ m，長(zhǎng)度2_?8_。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種添加鋯鋁陶瓷短纖維生產(chǎn)蜂窩陶瓷蓄熱體的配方，先按下列原料質(zhì)量百分比進(jìn)行配料：剛玉莫來石80%，高嶺土12%，氧化鋁微粉5%，氧化硅微粉3%，再按上述原料總和的質(zhì)量百分比外加鋯鋁陶瓷短纖維4%～6%，羥丙基甲基纖維素（HPMC）2.5%，硬脂酸2%，水20%～22%。本發(fā)明還公開了相應(yīng)的。本發(fā)明添加鋯鋁陶瓷短纖維，增強(qiáng)了蜂窩陶瓷蓄熱體機(jī)械強(qiáng)度和韌性，提高了高溫荷重軟化溫度，防止在高溫溫度梯度下造成產(chǎn)品開裂，使蜂窩陶瓷蓄熱體的抗壓強(qiáng)度達(dá)到≥30Mpa，荷重軟化溫度≥1600℃，使用壽命延長(zhǎng)到18～20個(gè)月，降低使用者的成本，提高了產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
【IPC分類】C04B35/66, C04B35/80, C04B38/00, C04B35/185
【公開號(hào)】CN105060922
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510498845
【發(fā)明人】盛春皓, 石磊, 沈忠華
【申請(qǐng)人】福建紫荊環(huán)境工程技術(shù)有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請(qǐng)日】2015年8月14日