CN101830710B - 陶瓷锚固件及其制备方法 - Google Patents

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QILU BRANCH SHENGLI OIL REFINING FACTORY OF SINOPEC
JIABANG ENVIRONMENT PROTECTION ENGINEERING TECHNOLOGY Co Ltd BEIJING
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Abstract

本发明公开了一种陶瓷锚固件，其各组成成份及其重量配比为：氧化铝81.4％-99.1％，氧化锆0.2％-5％，氧化硅0.5％-6％，二氧化钛0-4％，添加剂0.1％-2.5％，烧结剂0.1％-1.1％。制备方法依次包括如下步骤：(1)将成份按比例混合后进行研磨，研磨的粉末直径在30纳米-73微米；(2)将研磨好的混合粉末加入成型剂，在室温下经模具热压注方法制模成型；(3)将制模成型的陶瓷锚固件放入窑炉内脱蜡，自室温起，脱蜡温度每小时升温20℃-100℃，升至350℃保持衡温3-6小时；(4)3-6小时后继续烧制，再以每小时升温50℃-300℃升至烧结温度1200℃，继续升温，在炉内温度由1200℃升至1745℃烧制6-72小时；(5)停火，自然降至室温，将炉内陶瓷锚固件取出。

Description

陶瓷锚固件及其制备方法
技术领域
本发明用于工业窑炉衬里，特别涉及工业窑炉衬里上使用的一种陶瓷锚固件及其制备方法。
背景技术
近年来，我国重视了对工业窑炉衬里的设计和改进，并取得了重大的成果，对衬里施工多采用多层复合结构，但是在衬里的复合结构中要保证质量稳定和使用寿命的一项关键的技术就是连接衬里的锚固件，也就是说锚固件和耐火耐磨不定型浇注料的结合是解决衬里整体性的关键；但仅仅解决这些问题还不够，随着时代的进步，人们越来越注重高效环保型产品的发展以及资源的充分保护利用；工业窑炉衬里的锚固件大都是金属材质，由于锚固件在炉内的使用量大，又，鉴于金属锚固件导热快，散热快的特性，导致大量的热能浪费。
在国外已有采用一种陶瓷锚固件来解决因金属锚固件浪费热能的问题，但是这些陶瓷锚固件的陶瓷材质和制作方法的缺陷，致使陶瓷韧性、强度、耐火性、耐磨性等方面很难达到理想的效果。
发明内容
本发明的目的旨在解决上述技术问题的不足，提出一种绝热性能好，韧性大，强度高，耐火力好的陶瓷锚固件及其制备方法。
本发明采用的技术方案是：一种陶瓷锚固件，其各组成成份及其重量配比为：氧化铝81.4％-99.1％，氧化锆0.2％-5％，氧化硅0.5％-6％，二氧化钛0-4％，添加剂0.1％-2.5％，烧结剂0.1％-1.1％。
其中，添加剂为三氧化二铬、氧化镁和二氧化锰中的至少一种，其重量比为添加剂的任意值。
其中，烧结剂为氧化钠和氧化钾中的至少一种，其重量比为烧结剂的任意值。
作为优选：陶瓷锚固件的各组成成份及其重量配比为：氧化铝95％，氧化锆1％，三氧化二铬1.25％，氧化硅2.2％，二氧化钛0.2％，氧化钠0.35％。
陶瓷锚固件的制备方法依次包括如下步骤：
(1)将成份按比例混合后进行研磨，研磨的粉末直径在30纳米-73微米；
(2)将研磨好的混合粉末加入成型剂，在室温下经模具热压注方法制模成型；
(3)将制模成型的陶瓷锚固件放入窑炉内脱蜡，自室温起，脱蜡温度每小时升温20℃-100℃，升至350℃保持衡温3-6小时；
(4)3-6小时后继续烧制，再以每小时升温50℃-300℃升至烧结温度1200℃，继续升温，在炉内温度由1200℃升至1745℃烧制6-72小时；
(5)停火，自然降至室温，将炉内陶瓷锚固件取出。
进一步地，成型剂为石蜡、松香或桐油中的至少一种，其成型剂重量为混合物重量的2％-6％。
进一步地，将研磨好的混合粉末可直接用等静压方法经模具制模成型。
本发明的优点是：
1、陶瓷锚固件采用了陶瓷和金属保温件的结合，不但具有了保温件的连接固定和耐火耐磨，而且达到了绝热的效果，进而提高了热能的有效利用。
2、陶瓷锚固件采用了陶瓷和金属保温件的结合，由于陶瓷特殊的材质，陶瓷锚固件的韧性、强度、耐火性、耐磨性都有了进一步提高，更适应了炉墙的热膨胀力变化。
3、节约了钢材。
具体实施方式
实施例1：将成份重量配比为氧化铝81.4％，氧化锆5％，三氧化二铬2.5％，氧化硅6％，二氧化钛4％，氧化钠1.1％的成分混合均匀，将混合后的混合物进行研磨，所研磨的粉末直径为30纳米，将研磨好的混合粉末加入重量为混合物重量2％的石蜡，在室温下经模具热压注方法制模成型，将制模成型的陶瓷锚固件放入窑炉内脱蜡，自室温起，烧结、脱蜡温度每小时升温100℃，升至350℃保持衡温3小时，3小时后继续烧制，再以每小时升温300℃升至烧结温度1250℃保持衡温72小时，停火，自然降至室温，将炉内陶瓷锚固件取出。
实施例2：将成份重量配比为氧化铝91％，氧化锆2％，三氧化二铬1.25％，氧化镁1％，氧化硅3.2％，二氧化钛1.2％，氧化钠0.25％，氧化钾0.1％的成分混合均匀，将混合后的混合物进行研磨，将研磨好的混合粉末加入重量为混合物重量4％的松香，所研磨的粉末直径在50纳米，将研磨好的混合粉末加入重量为混合重量料2％的石蜡和1％松香，在室温下经模具热压注方法制模成型；将制模成型的陶瓷锚固件放入窑炉内脱蜡，自室温起，烧结、脱蜡温度每小时升温30℃，升至350℃保持衡温4小时；4小时后继续烧制，再以每小时升温100℃升至烧结温度1420℃保持衡温50小时，停火，自然降至室温，将炉内陶瓷锚固件取出。
实施例3：将成份重量配比为氧化铝95％，氧化锆1％，三氧化二铬1.25％，氧化硅2.2％，二氧化钛0.2％，氧化钠0.35％的成分混合均匀，将混合后的混合物进行研磨，将混合后的各组成成份进行研磨，所研磨的粉末直径在30微米，将研磨好的混合粉末加入重量为混合物重量3％的桐油，将研磨好的混合粉末可直接用等静压方法经模具制模成型；将制模成型的陶瓷锚固件放入窑炉内脱蜡，自室温起，烧结、脱蜡温度每小时升温50℃，升至350℃保持衡温5小时；5小时后继续烧制，再以每小时升温150℃升至烧结温度1620℃保持衡温15小时，停火，自然降至温，将炉内陶瓷锚固件取出。
实施例4：将成份重量配比为氧化铝99.1％，氧化锆0.2％，二氧化锰0.05％，氧化镁0.05％，氧化硅0.5％，氧化钾0.1％的成分混合均匀，将混合后的混合物进行研磨，将研磨好的混合粉末加入重量为混合物重量6％的石蜡和松香的混合物，所研磨的粉末直径在73微米，将研磨好的混合粉末可直接用等静压方法经模具制模成型；将制模成型的陶瓷锚固件放入窑炉内脱蜡，将制模成型的陶瓷锚固件放入窑炉内脱蜡，自室温起，烧结、脱蜡温度每小时升温20℃，升至350℃保持衡温6小时；6小时后继续烧制，再以每小时升温50℃升至烧结温度1745℃保持衡温6小时，停火，自然降至室温，将炉内陶瓷锚固件取出。

Claims (5)

1.一种陶瓷锚固件的制备方法，其特征在于：依次包括如下步骤：
(1)将成分重量配比为氧化铝81.4％-99.1％，氧化锆0.2％-5％，氧化硅0.5％-6％，二氧化钛0-4％，添加剂0.1％-2.5％，烧结剂0.1％-1.1％的成份按比例混合后进行研磨，研磨的粉末直径在30纳米-73微米；
(2)将研磨好的混合粉末加入成型剂，在室温下经模具热压注方法制模成型；
(3)将制模成型的陶瓷锚固件放入窑炉内脱蜡，自室温起，脱蜡温度每小时升温20℃-100℃，升至350℃保持恒温3-6小时；
(4)3-6小时后继续烧制，再以每小时升温50℃-300℃升至烧结温度1200℃，继续升温，在炉内温度由1200℃升至1745℃烧制6-72小时；
(5)停火，自然降至室温，将炉内陶瓷锚固件取出。
2.根据权利要求1所述的陶瓷锚固件的制备方法，其特征在于：所述的成型剂为石蜡、松香或桐油中的至少一种，其成型剂重量为混合物重量的2％-6％。
3.根据权利要求1所述的陶瓷锚固件的制备方法，其特征在于：所述的添加剂为三氧化二铬、氧化镁和二氧化锰中的至少一种，其重量比为添加剂的任意值。
4.根据权利要求1所述的陶瓷锚固件的制备方法，其特征在于：所述的烧结剂为氧化钠和氧化钾中的至少一种，其重量比为烧结剂的任意值。
5.根据权利要求3或4所述的陶瓷锚固件的制备方法，其特征在于：所述的陶瓷锚固件的各组成成份及其重量配比为：氧化铝95％，氧化锆1％，三氧化二铬1.25％，氧化硅2.2％，二氧化钛0.2％，氧化钠0.35％。
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