工業(yè)爐窯預(yù)制件及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種工業(yè)爐窯預(yù)制件及其制備方法，包括基體，所述基體一端封閉，另一端開口，在基體內(nèi)部正中處開有主輻射腔，所述主輻射腔的兩側(cè)開有兩個副輻射腔，所述主輻射腔與副輻射腔用隔板隔開，所述基體以高溫耐火材料和高黑度材料制成。本發(fā)明之工業(yè)爐窯預(yù)制件含三個腔室和基體，基體和腔室形狀設(shè)計合理，輻射面積大、輻照度和熱射線到位率高，節(jié)能效果好。
【專利說明】工業(yè)爐窯預(yù)制件及其制備方法
[0001]【【技術(shù)領(lǐng)域】】
本發(fā)明涉及一種爐窯內(nèi)襯材料及其制備方法，尤其涉及一種工業(yè)爐窯預(yù)制件及其制備方法。
[0002]【【背景技術(shù)】】
目前，工業(yè)爐窯中節(jié)能技術(shù)主要在于節(jié)能涂料應(yīng)用，在爐膛內(nèi)壁粘貼纖維棉減少散熱損失，涂聞發(fā)生率層的傳熱兀件，節(jié)能效果有所提聞，但仍可進一步提聞。
[0003]【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
本發(fā)明的目的在于提供一種輻射面積大、形狀特殊的多腔室的工業(yè)爐窯預(yù)制件及其制備方法，旨在解決工業(yè)爐窯節(jié)能效果不夠理想的問題。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種工業(yè)爐窯預(yù)制件，包括基體，所述基體一端封閉，另一端開口，在基體內(nèi)部正中處開有主輻射腔，所述主輻射腔的兩側(cè)開有兩個副輻射腔，所述主輻射腔與副輻射腔用隔板隔開，所述基體以高溫耐火材料和高黑度材料制成。
[0005]本發(fā)明進一步的技術(shù)方案是:所述基體外表面有細(xì)微不規(guī)則凹凸紋。
[0006]本發(fā)明進一步的技術(shù)方案是:所述基體外形為圓柱體、橢圓柱體或多面體。
[0007]本發(fā)明進一步的技術(shù)方案是:所述主輻射腔為圓形。
[0008]本發(fā)明進一步的技術(shù)方案是:所述副輻射腔為圓弧形，所述隔板為圓弧形。
[0009]本發(fā)明進一步的技術(shù)方案是:所述主輻射腔的空腔長徑比為1:2?1:5，所述副輻射腔的空腔長徑比為1:0.5?1:1。
[0010]本發(fā)明進一步的技術(shù)方案是:所述基體和隔板的壁厚為0.7?1.2mm。
[0011]本發(fā)明進一步的技術(shù)方案是:一種工業(yè)爐窯預(yù)制件的制備方法，其步驟包括:
A.按質(zhì)量百分比算，將12%?15%的碳化硅、10%?15%的三氧化二鉻、12%?15%的二氧化錳、12%?20%的三氧化二鐵、6%的硅溶膠，3%的稀土和余量的水玻璃，充分?jǐn)嚢杌旌虾笤?300°C?1500°C高溫?zé)Y(jié)4小時，得到高溫高輻射材料混合料；
B.將所得高溫高輻射材料混合料與莫來石剛玉粉按質(zhì)量百分比為3:7的比例作為基體材料，用300t摩擦壓力機成型，得到密度為2.7g/cm3，耐壓強度為5?15MPa的坯體；
C.將所得坯體放入隧道干燥器內(nèi)進行干燥，所述隧道干燥器入口溫度為40?50°C，最高干燥溫度130°C，干燥時間48h，得到水分彡1.5%的干燥坯體；
D.將所得干燥胚體放入隧道窯內(nèi)燒成，燒成溫度為1550°C，保溫時間為10h，得到高溫強輻射、節(jié)能的工業(yè)爐窯預(yù)制件。
[0012]本發(fā)明進一步的技術(shù)方案是:一種工業(yè)爐窯預(yù)制件的制備方法，其步驟包括:
A.按質(zhì)量百分比算，將10%?13%的氧化鋯，10%?15%的碳化硅，10%的鈦白粉，9%?16%的三氧化二鐵，8%的氧化鈰，8%的硅溶膠，5%的稀土原料和余量的水玻璃，充分?jǐn)嚢杌旌虾笤?300°C?1500°C高溫?zé)Y(jié)4小時，得到高溫高輻射材料混合料；
B.用含量為40%?60%的氧化鋁粉作為基料，加入20%?10%的高溫高輻射材料混合料，再加入0.2?0.3wt%的泡沫劑和余量的水玻璃，在行星式強制混合機中的碾盤內(nèi)充分?jǐn)嚢韬湍蠛?，然后?jīng)澆注成型，得到坯體； C.將所得坯體放入隧道干燥器內(nèi)進行干燥，所述隧道干燥器入口溫度為40?50°C，最高干燥溫度130°C，干燥時間48h，得到水分彡1.5%的干燥坯體；
D.將所得干燥胚體放入隧道窯內(nèi)燒成，燒成溫度為1550°C，保溫時間為8h，得到體積密度為0.4?1.35g/cm3，氣孔率為66%?73%，耐壓強度為5?8MPa的高溫強輻射、節(jié)能的工業(yè)爐窯預(yù)制件。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明之工業(yè)爐窯預(yù)制件含三個腔室和基體，基體和腔室形狀設(shè)計合理，輻射面積大、輻照度和熱射線到位率高，節(jié)能效果好。
[0014]【【專利附圖】

【附圖說明】】
圖1是基體外形為橢圓體的工業(yè)爐窯預(yù)制件的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是圖1的A-A剖面圖；
圖3是圖1的俯視圖；
圖4是基體外形為多面體的工業(yè)爐窯預(yù)制件的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是圖4的B-B剖面圖；
圖6是圖4的俯視圖；
圖7是基體外形為圓柱體的工業(yè)爐窯預(yù)制件的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖8是圖7的C-C剖面圖；
圖9是圖7的俯視圖。
[0015]圖中:
1-主輻射腔，2-副輻射腔，3-隔板，4-基體，5-基體外表面。
[0016]【【具體實施方式】】
下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步的說明。
[0017]如圖1至圖9所示，一種工業(yè)爐窯預(yù)制件，包括基體4，所述基體4 一端封閉，另一端開口，在基體內(nèi)部正中處開有主輻射腔I，所述主輻射腔I的兩側(cè)開有兩個副輻射腔2，所述主輻射腔I與副輻射腔2用隔板3隔開，所述基體以高溫耐火材料和高黑度材料制成。所述隔板3可以和基體為一整體，其為基體的一個形狀較為特殊的部分；所述隔板3也可以和基體是兩個部件，但其材料和基體是一樣的，可拆卸清理、便于安裝。預(yù)制件內(nèi)設(shè)有三個輻射腔，目的是增加預(yù)制件的表面積，也相對更多的增加了爐膛內(nèi)有效傳熱面積，爐窯內(nèi)襯反射后的無序熱射線被帶有腔體的預(yù)制件充分吸收后，并在其基體及腔體內(nèi)多次反復(fù)輻射形成黑體效應(yīng)，再通過三個輻射腔向被加熱工件作定向發(fā)射。
[0018]所述基體外表面5有細(xì)微不規(guī)則凹凸紋?；w外表面5也就是工業(yè)爐窯預(yù)制件外表面，根據(jù)紅外物理理論可知粗糙的表面便于熱射線吸收，當(dāng)爐內(nèi)不能做功的熱射線由工業(yè)爐窯預(yù)制件粗糙的外表面吸收后，迅速進入到基體，并在基體及腔體內(nèi)經(jīng)過反復(fù)輻射完成充分蓄熱后，再由三個福射腔向爐內(nèi)作定向福射。
[0019]優(yōu)選的，如圖1至圖3所示，所述基體4外形為橢圓柱體；在另一優(yōu)選的技術(shù)方案中，如圖4至圖6所示，所述基體4外形為多面體；在另一優(yōu)選的技術(shù)方案中，如圖7至圖9所示，所述基體4外形為圓柱體。
[0020]所述主輻射腔I為圓形。表面積大的同時，便于集中熱輻射。
[0021]所述副輻射腔2為圓弧形，所述隔板3為圓弧形。兩個圓弧形副輻射腔2的作用在于加快釋放預(yù)制件基體4內(nèi)熱射線的同時，利用副輻射腔2射出的光束防擋主輻射腔I發(fā)出的熱射線束，使其不擴散，避免形成新的無序的熱射線。使主輻射腔I發(fā)出的熱射線束能集中、快速直接射向被加熱工件，提高熱射線的到位率，提高輻照度。這樣就形成了預(yù)制件以0.96的比率快速、不斷地吸收無序的熱射線，同時又以同樣的比率連續(xù)不斷地定向發(fā)射出熱射線，使得爐內(nèi)燃料燃燒速度加快，單位時間內(nèi)釋放出的總熱量增加，縮短了受熱體的加熱時間，從而提高了加熱爐的熱效率。
[0022]所述主輻射腔I的空腔長徑比為1:2?1:5，所述副輻射腔2的空腔長徑比為1: 0.5?1:1 ;優(yōu)選的，所述主輻射腔I的空腔長徑比為1:3或1: 4，所述副輻射腔2的空腔長徑比為1:0.75。
[0023]所述基體4和隔板3的壁厚為0.7?1.2mm ;優(yōu)選的，所述基體4和隔板3的壁厚為I。壁厚太薄，工業(yè)爐窯預(yù)制件容易龜裂和破損，壁厚太厚，蓄熱時間長，釋放熱能的速度就慢，同時節(jié)能率也不高。
[0024]一種工業(yè)爐窯預(yù)制件的制備方法，其步驟包括:
A.按質(zhì)量百分比算，將12%?15%的碳化硅、10%?15%的三氧化二鉻、12%?15%的二氧化錳、12%?20%的三氧化二鐵、6%的硅溶膠，3%的稀土和余量的水玻璃，充分?jǐn)嚢杌旌虾笤?300°C?1500°C高溫?zé)Y(jié)4小時，得到高溫高輻射材料混合料；
B.將所得高溫高輻射材料混合料與莫來石剛玉粉按質(zhì)量百分比為3:7的比例作為基體材料，用300t摩擦壓力機成型，得到密度為2.7g/cm3，耐壓強度為5?15MPa的坯體；
C.將所得坯體放入隧道干燥器內(nèi)進行干燥，所述隧道干燥器入口溫度為40?50°C，最高干燥溫度130°C，干燥時間48h，得到水分彡1.5%的干燥坯體；
D.將所得干燥胚體放入隧道窯內(nèi)燒成，燒成溫度為1550°C，保溫時間為10h，得到高溫強輻射、節(jié)能的工業(yè)爐窯預(yù)制件。
[0025]在另一優(yōu)選的實施例中，一種工業(yè)爐窯預(yù)制件的制備方法，其步驟包括:
A.按質(zhì)量百分比算，將10%?13%的氧化鋯，10%?15%的碳化硅，10%的鈦白粉，9%?16%的三氧化二鐵，8%的氧化鈰，8%的硅溶膠，5%的稀土原料和余量的水玻璃，充分?jǐn)嚢杌旌虾笤?300°C?1500°C高溫?zé)Y(jié)4小時，得到高溫高輻射材料混合料；
B.用含量為40%?60%的氧化鋁粉作為基料，加入20%?10%的高溫高輻射材料混合料，再加入0.2?0.3wt%的泡沫劑和余量的水玻璃，在行星式強制混合機中的碾盤內(nèi)充分?jǐn)嚢韬湍蠛希缓蠼?jīng)澆注成型，得到坯體；
C.將所得坯體放入隧道干燥器內(nèi)進行干燥，所述隧道干燥器入口溫度為40?50°C，最高干燥溫度130°C，干燥時間48h，得到水分彡1.5%的干燥坯體；
D.將所得干燥胚體放入隧道窯內(nèi)燒成，燒成溫度為1550°C，保溫時間為8h，得到體積密度為0.4?1.35g/cm3,氣孔率為66%?73%，耐壓強度為5?8MPa的高溫強輻射、節(jié)能的工業(yè)爐窯預(yù)制件。
[0026]本發(fā)明所述工業(yè)爐窯預(yù)制件含三個腔室和基體4，基體4和腔室形狀設(shè)計合理，輻射面積大、輻照度和熱射線到位率高，節(jié)能效果好，并且用所述方法將黑度較高的原材料直接與高溫耐火材料進行充分?jǐn)嚢韬笕坭T，注漿，摩擦壓力或燒結(jié)成型，而不是在預(yù)制件上涂刷一層高發(fā)射率層，不會因為發(fā)射率層脫落，衰減而影響使用壽命和節(jié)能率，本發(fā)明穩(wěn)定性好。
[0027]在體積密度較高的高溫耐火材料中加入一定量的硅溶膠，強度高。
[0028]預(yù)制件抗老化性好，不易衰減，燒結(jié)后抗水性及化學(xué)性良好，無污染無危害，耐酸堿、耐煮沸、耐浸泡和高絕緣，施工簡便、迅速，通用性強，使用壽命長。
[0029]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種工業(yè)爐窯預(yù)制件，其特征在于:包括基體，所述基體一端封閉，另一端開口，在基體內(nèi)部正中處開有主輻射腔，所述主輻射腔的兩側(cè)開有兩個副輻射腔，所述主輻射腔與副輻射腔用隔板隔開，所述基體以高溫耐火材料和高黑度材料制成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)爐窯預(yù)制件，其特征在于:所述基體外表面有細(xì)微不規(guī)則凹凸紋。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)爐窯預(yù)制件，其特征在于:所述基體外形為圓柱體、橢圓柱體或多面體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)爐窯預(yù)制件，其特征在于:所述主輻射腔為圓形。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的工業(yè)爐窯預(yù)制件，其特征在于:所述副輻射腔為圓弧形，所述隔板為圓弧形。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的工業(yè)爐窯預(yù)制件，其特征在于:所述主輻射腔的空腔長徑比為1:2?1:5，所述副輻射腔的空腔長徑比為1:0.5?1:1。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)爐窯預(yù)制件，其特征在于:所述基體和隔板的壁厚為0.7 ?L 2mmο
8.—種制造如權(quán)利要求1所述的工業(yè)爐窯預(yù)制件的制備方法，其特征在于:其步驟包括: A.按質(zhì)量百分比算，將12%?15%的碳化硅、10%?15%的三氧化二鉻、12%?15%的二氧化錳、12%?20%的三氧化二鐵、6%的硅溶膠，3%的稀土和余量的水玻璃，充分?jǐn)嚢杌旌虾笤?300°C?1500°C高溫?zé)Y(jié)4小時，得到高溫高輻射材料混合料； B.將所得高溫高輻射材料混合料與莫來石剛玉粉按質(zhì)量百分比為3:7的比例作為基體材料，用300t摩擦壓力機成型，得到密度為2.7g/cm3，耐壓強度為5?15MPa的坯體； C.將所得坯體放入隧道干燥器內(nèi)進行干燥，所述隧道干燥器入口溫度為40?50°C，最高干燥溫度130°C，干燥時間48h，得到水分彡1.5%的干燥坯體； D.將所得干燥胚體放入隧道窯內(nèi)燒成，燒成溫度為1550°C，保溫時間為10h，得到高溫強輻射、節(jié)能的工業(yè)爐窯預(yù)制件。
9.一種制造如權(quán)利要求1所述的工業(yè)爐窯預(yù)制件的制備方法，其特征在于:其步驟包括: A.按質(zhì)量百分比算，將10%?13%的氧化鋯，10%?15%的碳化硅，10%的鈦白粉，9%?16%的三氧化二鐵，8%的氧化鈰，8%的硅溶膠，5%的稀土原料和余量的水玻璃，充分?jǐn)嚢杌旌虾笤?300°C?1500°C高溫?zé)Y(jié)4小時，得到高溫高輻射材料混合料； B.用含量為40%?60%的氧化鋁粉作為基料，加入20%?10%的高溫高輻射材料混合料，再加入0.2?0.3wt%的泡沫劑和余量的水玻璃，在行星式強制混合機中的碾盤內(nèi)充分?jǐn)嚢韬湍蠛希缓蠼?jīng)澆注成型，得到坯體； C.將所得坯體放入隧道干燥器內(nèi)進行干燥，所述隧道干燥器入口溫度為40?50°C，最高干燥溫度130°C，干燥時間48h，得到水分彡1.5%的干燥坯體； D.將所得干燥胚體放入隧道窯內(nèi)燒成，燒成溫度為1550°C，保溫時間為8h，得到體積密度為0.4?1.35g/cm3,氣孔率為66%?73%，耐壓強度為5?8MPa的高溫強輻射、節(jié)能的工業(yè)爐窯預(yù)制件。
【文檔編號】F27D1/00GK104390462SQ201410512485
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月29日
【發(fā)明者】李理 申請人:廣西吉匯順科技有限公司, 李理