CN101157560A - 陶瓷纤维复合模块及其制法 - Google Patents
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Abstract
一种陶瓷纤维复合模块，属于陶瓷纤维技术领域，其特征是，所述的陶瓷纤维模块是由氧化铝晶体纤维毯和高档陶瓷纤维毯交错复合制成；所述的高档陶瓷纤维毯是GB16400－2003标准所述含锆陶瓷纤维毯、高铝陶瓷纤维中的一种。本发明使高档陶瓷纤维毯的使用性能得到了充分的发挥，降低了产品的造价，大大提高了性价比。
Description
技术领域
本发明属于陶瓷纤维技术领域，具体涉及一种陶瓷纤维复合模块及其制法。
背景技术
陶瓷纤维于70年代末在中国开始生产，由于具有优异的耐火和隔热性能，此后其生产技术和应用技术得到了迅速的发展，现在已经发展了高低档多种品种，并且应用形式也有了极大的丰富，涉及到棉、毯、毡、板、异型件等多种形式。总之，陶瓷纤维的诞生为世界范围的能源节约作出了巨大的贡献，被人们称为：“第三代耐火材料和第五能源”，尤其是含锆纤维，晶体纤维等高档产品(长期使用温度可达1350℃-1500℃)研发生产以及陶瓷纤维模块应用形式的出现，陶瓷纤维可以大量的被用作各种热工窑炉的被火面或全纤维炉衬，使得陶瓷纤维得节能效果得到了较充份的发挥。
现在面临的问题是：一方面，高档纤维产品的技术都还不太成熟，使产能都受到了约束，市场售价较高，增高了工业窑炉建设成本；第二方面，作为耐火材料的生产本身也是一个耗能大户，据统计国内每吨含锆纤维生产的电耗可能都在4000多kW·h，如果无节制的使用高档产品，无形中增加了整个社会的能源压力；最后，鉴于冶金，化工，陶瓷热工设备的使用实际，都存在不同程度的质量过剩，使得高端纤维的性能没有充分的发挥。
发明内容
本发明的目的，是采用氧化铝晶体纤维毯和高档陶瓷纤维毯，经过一定机械处理，再经过金属锚固件锚固，然后折叠、挤压、加保护片捆扎带捆扎，最后经过切割修整等工序制成的复合陶瓷纤维模块。
一种陶瓷纤维复合模块，其特征是，所述的陶瓷纤维模块是由氧化铝晶体纤维毯和高档陶瓷纤维毯交错复合制成；
所述的高档陶瓷纤维毯是GB16400-2003标准所述含锆陶瓷纤维毯、锆铝陶瓷纤维毯、高铝陶瓷纤维中的一种。
所述的陶瓷纤维模块理化性质如下：
渣球含量 ≤10％
体积密度 100-250kg/m3
导热系数 ≤0.153～0.2W/m·K
长期使用温度 1400～1500℃
抗风蚀性能 ≤25m/s。
所述的陶瓷纤维模块的制法，包括下列步骤：将氧化铝晶体纤维毯与高档陶瓷纤维毯平铺叠加，并用中碱玻璃纤维纱将两者缝合制成复合毯层，然后将复合毯层折叠、挤压、烙合、锚固制成。
具体的步骤详述如下：
1)原材料准备：准备氧化铝晶体纤维毯、高档陶瓷纤维毯、单孔吊挂式金属锚固件或者蝶形形金属锚固件、捆扎带、五合板保护片、中碱玻璃纱线、一号缝纫针等；
2)缝合：首先将氧化铝纤维毯平铺在工作台上，然后把高档纤维毯平铺在氧化铝纤维上并使两长边对齐，长度方向两端使晶体纤维卷毯比含锆甩丝毯各长出约100mm左右，然后将晶体纤维毯长出部分折起使晶体纤维毯与高档纤维毯对齐。再采用中碱玻璃纤维纱用缝纫针对晶体纤维毯和高档纤维毯进行缝合。缝合时，先距离毯边缘50mm开始缝合，要求缝纫针间距为50mm左右，行间距为50mm左右，横向缝合完成后再进行竖向缝合，在毯表面形成50mm见方的网格状。
3)折叠：然后根据模块保温厚度要求，确定折叠模具的间距(尺寸为模块保温厚度减5mm)。然后将复合毯层在折叠模具中进行折叠，要求折叠层平整、均匀，确保一个折叠面完全为晶体纤维面。折叠完成后，将折叠模具定模尺寸放大后再将复合模块取出，防止晶体纤维卷毯面因摩擦起毛。然后根据锚固方式要求，将锚固件插于预设位置，然后把折叠模块放到挤压机上进行挤压、烙合。挤压过程中要保证模块折叠面平整。折叠完成以后对复合模块进行修整。
所述的陶瓷纤维复合模块也可以采用如下的方法制备：将氧化铝晶体纤维毯与高档陶瓷纤维毯按照长度方向分别对折成尺寸匹配的“U”形，然后对插复合，重复复合至要求的层数，然后经过锚固、挤压、捆扎、烙合、修整制成。
具体的步骤详述如下：
1)原材料的准备：准备氧化铝晶体纤维毯、高档陶瓷纤维毯、单孔吊挂式金属锚固件或者蝶形形金属锚固件、捆扎带、五合板保护片等；
2)切割、折叠：先根据模块的保温厚度尺寸、切割长度尺寸，准确切割晶体纤维毯与高档陶瓷纤维毯块(毯块长度约等于模块保温厚度的2倍，毯块的宽度尺寸为模块的切割长度尺寸加10mm)；然后分别将毯块按长度方向对折成“U”型，然后将晶体纤维“U”型块与高但陶瓷纤维“U”型块对插复合，直至复合至要求的层数。
3)锚固、修整：根据锚固方式要求，将锚固件插于预设位置，然后把折叠模块放到挤压机上进行挤压、捆扎带进行烙合。最后进行几何尺寸修整。
所述的氧化铝纤维毯为Al2O3含量为71～73％、80～85％、90～95％或者97～99％的四种中的一种。
所述的锚固优选采用单孔吊挂式或蝶形金属锚固件，材质为Cr25Ni20或者1Cr18Ni9Ti
与现有陶瓷纤维模块比较，本发明的优点是使用性能得到充分的发挥，降低了产品的造价，大大提高了性价比，因而有利于市场应用和推广。
附图说明
图1是本发明实施例1陶瓷纤维复合模块的结构示意图；
图2是本发明实施例2陶瓷纤维复合模块的结构示意图。
图中，1为锚固件，2为高档陶瓷纤维毯，3为氧化铝陶瓷纤维毯，4为捆扎带，5为保护片。
具体实施方式
实施例1
1)原材料的准备：准备几何尺寸为2300*310*25、容重为128kg/m3的氧化铝晶体纤维毯、尺寸为2100*310*25，容重为128kg/m3的锆铝纤维毯、单孔吊挂式金属锚固件(材质为Cr25Ni20)、捆扎带、五合板保护片、中碱玻璃纱线、一号缝纫针等；
2)缝合：将氧化铝晶体纤维毯平铺在工作台上，然后把锆铝纤维毯平铺在晶体纤维毯上并使两长边对齐，长度方向两端使晶体纤维卷毯比锆铝纤维毯各长出约100mm左右，然后将晶体纤维毯长出部分折起使晶体纤维毯与锆铝纤维毯对齐。再采用中碱玻璃纤维纱用缝纫针对晶体纤维卷毯和锆铝纤维毯进行缝合(先距离毯边缘50mm开始缝合，要求缝纫针间距为50mm左右，行间距为50mm左右，横向缝合完成后再进行竖向缝合，在毯表面形成50mm见方的网格状)。
3)折叠：根据模块保温厚度要求，确定折叠模具的间距195mm。然后将复合毯层在折叠模具中进行折叠，要求折叠层平整、均匀，确保一个折叠面完全为晶体纤维面。
4)然后加保护片，用捆扎带烙合，完成后，将折叠模具定模尺寸放大后再将复合模块取出，进行修整，复合模块制成。(如图1所示)。
上述方法制得的陶瓷纤维复合模块的理化性质为：
颜色： 白色
渣球含量： ≤10％
体积密度： 243kg/m3
导热系数： ≤0.163W/m·K
长期使用温度： 1400～1500℃
抗风蚀性能： ≤25m/s。
实施例2：制备尺寸为3000*300*200mm陶瓷纤维复合模块
1)原材料的准备：准备尺寸为1800*310*25mm容重为128kg/m3的氧化铝晶体纤维毯，尺寸为1800*310*25mm容重为128kg/m3的含锆陶瓷纤维毯、单孔吊挂式金属锚固件(材质为Cr25Ni20)、捆扎带、五合板保护片等。
2)切割、折叠：根据保温厚度尺寸300mm、长度尺寸300mm，准确切割晶体纤维毯与含锆甩丝毯毯块的几何尺寸，毯块长度约等于模块保温厚度的2倍，即为600mm。毯块的宽度为模块切割尺寸外加10mm，即为310mm。然后分别将两者按长度方向对折成“U”型，再将3块高档陶瓷纤维毯“U”型块与4块氧化铝晶体陶瓷纤维毯“U”型块依次对插复合，确保最外面的两个“U”型块为晶体纤维块(如图2所示)。
3)锚固、修整：根据锚固方式要求，将锚固件插于预设位置，然后把折叠模块放到挤压机上按照挤压尺寸进行挤压、用捆扎带进行烙合。最后进行几何尺寸修整。复合模块制成。
上述方法制得的陶瓷纤维复合模块的理化性质为：
颜色： 白色
渣球含量： ≤10％
体积密度： 231kg/m3
导热系数： ≤0.156W/m·K
长期使用温度： 1400～1500℃
抗风蚀性能： ≤25m/s。
Claims (6)
1.一种陶瓷纤维复合模块，其特征是，所述的陶瓷纤维模块是由氧化铝晶体纤维毯和高档陶瓷纤维毯交错复合制成；
所述的高档陶瓷纤维毯是GB16400-2003标准所述含锆陶瓷纤维毯、高铝陶瓷纤维中的一种。
2.根据权利要求1所述的陶瓷纤维复合模块，其特征是，所述的陶瓷纤维模块理化性质如下：
渣球含量 ≤10％
体积密度 100-250kg/m3
导热系数 ≤0.153～0.2W/m·K
长期使用温度 1400～1500℃
抗风蚀性能 ≤25m/s。
3.根据权利要求1或2所述的陶瓷纤维复合模块，其特征是，所述的陶瓷纤维模块的制法，包括下列步骤：将氧化铝晶体纤维毯与高档陶瓷纤维毯平铺叠加，并用中碱玻璃纤维纱将两者缝合制成复合毯层，然后将复合毯层折叠、挤压、烙合、锚固制成。
4.根据权利要求1或者2所述的陶瓷纤维复合模块，其特征是，所述的陶瓷纤维模块的制法，包括下列步骤：将氧化铝晶体纤维毯与高档陶瓷纤维毯按照长度方向分别对折成尺寸匹配的“U”形，然后对插复合，重复复合直至要求的层数，然后经过锚固、挤压、捆扎、烙合、修整制成。
5.根据权利要求1、3或4所述的陶瓷纤维复合模块，其特征是，所述的氧化铝纤维毯为Al2O3含量为71～73％、80～85％、90～95％或者97～99％的四种中的一种。
6.根据权利要求3或4所述的陶瓷纤维复合模块，其特征是，所述的锚固优选采用单孔吊挂式或蝶形金属锚固件，材质为Cr25Ni20或者1Cr18Ni9Ti。
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2007
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