一種熔融石英陶瓷爐體的生產方法與流程
2023-04-25 06:28:11
本發明屬於熔融石英陶瓷生產領域，尤其涉及一種以熔融矽微粉為原料生產爐體的方法。
背景技術：
熔融石英陶瓷是一種以熔融石英為原料，採用陶瓷生產工藝製成的熔融石英材料，其特點是：熱膨脹係數小、熱穩定性好、電絕緣性好、耐化學侵蝕性好；石英陶瓷最大的優點是在l1O0℃ 以下時，其強度隨著溫度的升高而增加，從室溫至1100 ℃時，其強度可增加33%，在1250℃時產品仍可正常使用。熔融石英陶瓷的主要產品種類繁多，這些產品使用的主要原料都是熔融石英矽微粉，不同點僅是矽微粉的粒度不同、輔料不同、產品的形狀不同而已。本發明是一種焦爐爐體，專用於焦爐用以替代耐火磚，該產品要求強度高、耐高溫、使用溫度可達1200℃，必須具有高溫性能穩定不變形、熱膨脹小、化學穩定性好、表面光滑細膩、耐磨性好，經長期使用不易磨損等特點，該產品和常規耐火材料生產的爐體相比，熱脹冷縮形變小，無汙染的優點。本發明產品在生產中擬解決的關鍵技術問題有如下幾項：一是熔融石英陶瓷粉的顆粒度的最佳配比；二是石英陶瓷外加劑對熔融石英陶瓷燒結性能的影響，為改善熔融石英陶瓷材料的低溫燒結性能，選用碳化硼、氮化矽為輔料，結果表明：添加碳化硼在高溫下能增加材料中的液相生成量，加快材料的擴散傳質，從而能有效地促進熔融石英陶瓷的燒結，添加0.75%-1.25%的氮化矽對石英陶瓷的強度、體積密度和燒結溫度的均有提高；三是輔料的最佳組合，輔料的組合將直接影響到熔融石英陶瓷粉顆粒的結合度，對減小空隙，提高產品的質量至關重要，擬在輔料中增加碳化硼、氮化矽的使用量；四是大型梭式窯爐燒結溫度和燒結時間的確定，目前的方法是先經2-3小時的時間將燒結溫度緩慢的從0℃升至400℃後，再在10小時時間內將燒結溫度快速的從400℃升至1150-1200℃，維持此溫度6-10小時後停止加熱的方法。
技術實現要素：
本發明主要解決的問題是提供一種熔融石英陶瓷爐體的生產方法，生產該產品使用的原料重量配比為：10-20目熔融石英矽微粉50-55%、30-40目熔融石英矽微粉40-45%、碳化硼2.9%、氮化矽1.1%、納米膠0.40%、過硫酸銨0.20%，四甲基乙二胺0.20%，聚乙二醇200 0.20%。
本發明可以通過以下技術方案來實現：
一種熔融石英陶瓷爐體的生產方法，其特徵是由以下步驟構成：
（1）在攪拌罐中先將配方量的納米膠、過硫酸銨、四甲基乙二胺、聚乙二醇200加入攪拌罐中，常溫下攪拌混合均勻，再將配方量的10-20目熔融石英矽微粉、30-40目熔融石英矽微粉、碳化硼、氮化矽送入球磨機球磨2.6-2.8小時，將攪拌罐中的混合物加熱至33-35℃後加入球磨機，摻混均勻。
（2）將球磨機中的物料加注入熔融石英陶瓷爐體模具，採用邊澆鑄邊震動的方法澆鑄成型，然後加壓放置32-34小時後脫去模具，再自然晾乾40-42小時。
（3）將晾乾的熔融石英陶瓷爐體送入窯爐開始加熱升溫，先經2-3小時的時間將燒結溫度緩慢的從0℃升至400℃後，再在6小時時間內將燒結溫度從400℃升至1160-1200℃，維持此溫度38-40小時後停止加熱，逐步降溫至常溫後得到熔融石英陶瓷爐體的毛坯料。
（4）將熔融石英陶瓷爐體的內則用打磨機磨平後即得成品。
本發明的進一步技術方案是：
步驟（3）所述的窯爐為煤氣發生梭式窯爐。
步驟（3）所述的窯爐內的燒結溫度為1180℃，燒結的總時間為39小時。
本發明的有益效果是：提供了一種熔融石英陶瓷爐體的生產方法，該生產方法具有使用設備少、工藝簡單、無汙染廢棄物排放、產品質量好等一系列優點；產品熔融石英陶瓷爐體在1200℃以下具有優異的熱性能、化學穩定性能和電絕緣性能，主要用來代替常規的耐火材料製作的爐體。
具體實施方式
通過以下實施例進一步描述本發明。
實施例1：
在攪拌罐中先將佔總量為納米膠0.40%、過硫酸銨0.20%，四甲基乙二胺0.20%，聚乙二醇200 0.20%加入攪拌罐中，常溫下攪拌混合均勻，再將佔總量為10-20目熔融石英矽微粉50%、30-40目熔融石英矽微粉45%、碳化硼2.9%、氮化矽1.1%送入球磨機球磨2.6小時，將攪拌罐中的混合物加熱至33℃後加入球磨機，摻混均勻。將球磨機中的物料加注入熔融石英陶瓷爐體模具，採用邊澆鑄邊震動的方法澆鑄成型，然後加壓放置32小時後脫去模具，再自然晾乾40小時。將晾乾的熔融石英陶瓷爐體送入窯爐開始加熱升溫，先經2-3小時的時間將燒結溫度緩慢的從0℃升至400℃後，再在6小時時間內將燒結溫度從400℃升至1160℃，維持此溫度40小時後停止加熱，逐步降溫至常溫後得到熔融石英陶瓷爐體的毛坯料。將熔融石英陶瓷爐體的內則用打磨機磨平後即得成品。
實施例2：
在攪拌罐中先將佔總量為納米膠0.40%、過硫酸銨0.20%，四甲基乙二胺0.20%，聚乙二醇200 0.20%加入攪拌罐中，常溫下攪拌混合均勻，再將佔總量為10-20目熔融石英矽微粉52.5%、30-40目熔融石英矽微粉42.5%、碳化硼2.9%、氮化矽1.1%送入球磨機球磨2.7小時，將攪拌罐中的混合物加熱至34℃後加入球磨機，摻混均勻。將球磨機中的物料加注入熔融石英陶瓷爐體模具，採用邊澆鑄邊震動的方法澆鑄成型，然後加壓放置33小時後脫去模具，再自然晾乾41小時。將晾乾的熔融石英陶瓷爐體送入窯爐開始加熱升溫，先經2-3小時的時間將燒結溫度緩慢的從0℃升至400℃後，再在6小時時間內將燒結溫度從400℃升至1180℃，維持此溫度39小時後停止加熱，逐步降溫至常溫後得到熔融石英陶瓷爐體的毛坯料。將熔融石英陶瓷爐體的內則用打磨機磨平後即得成品。
實施例3：
在攪拌罐中先將佔總量為納米膠0.40%、過硫酸銨0.20%，四甲基乙二胺0.20%，聚乙二醇200 0.20%加入攪拌罐中，常溫下攪拌混合均勻，再將佔總量為10-20目熔融石英矽微粉55%、30-40目熔融石英矽微粉40%、碳化硼2.9%、氮化矽1.1%送入球磨機球磨2.8小時，將攪拌罐中的混合物加熱至35℃後加入球磨機，摻混均勻。將球磨機中的物料加注入熔融石英陶瓷爐體模具，採用邊澆鑄邊震動的方法澆鑄成型，然後加壓放置34小時後脫去模具，再自然晾乾42小時。將晾乾的熔融石英陶瓷爐體送入窯爐開始加熱升溫，先經2-3小時的時間將燒結溫度緩慢的從0℃升至400℃後，再在6小時時間內將燒結溫度從400℃升至1200℃，維持此溫度38小時後停止加熱，逐步降溫至常溫後得到熔融石英陶瓷爐體的毛坯料。將熔融石英陶瓷爐體的內則用打磨機磨平後即得成品。