CN101913875A - 一种新型碳化硅换热器的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及钢铁制造领域中渗碳炉、氟化炉等各种高温热处理炉体内的主要热交换部件，具体地说是一种长寿命耐高温辐射管的制造方法。它包括以下步骤：A、将重量百分比为：碳化硅45～65％、单晶硅20～30％、碳黑10～20％、聚乙烯醇3～5％、羊毛脂0.3％的原料混合均匀，然后加入水调成膏状；B、将膏状原料采用实心注浆法注入到模具中成型；C、成型坯体脱模后进行烘干；D、将烘干好的坯体放入真空炉，升温到1800℃进行真空反应烧结，即制成碳化硅换热器主体；E、将烧结好的换热器主体套在导管外，再在换热器主体外套上外管。本发明制备的产品具有高强度、高硬度、耐高温、耐腐蚀、抗热震性好、抗氧化性能优越的优点。

Description

一种新型碳化硅换热器的制造方法
技术领域
本发明涉及一种高级陶瓷材料，具体是涉及一种应用于加热炉部位的换热器。
背景技术
本发明的加热炉部位原来采用的是金属材料，采用的是铸造成型方式，生产出的换热器在实际施工和使用过程中，存在以下问题：
1、换热器的腐蚀较为严重；
2、在高温状态下换热器的强度降低，容易发生变形；
3、燃气介质在换热器内壁会形成结垢，影响热交换的效果；
4、金属材质的辐射管重量大，需要的支撑强度高；
5、使用寿命不长，不耐高温，需要经常更换。
发明内容
本发明的目的在于克服现有金属换热器存在的缺点，提供一种具有高强度、高硬度、耐高温、耐腐蚀、抗热震性好、导热系数大以及良好的抗氧化性等优越的新型碳化硅换热器。
本发明的技术方案是这样实现的：它包括以下步骤：
A、将重量百分比为：碳化硅45～65％、单晶硅20～30％、碳黑10～20％、聚乙烯醇3～5％、羊毛脂0.3％的原料混合均匀，然后加入水调成膏状；
B、将膏状原料采用实心注浆法注入到模具中成型；
C、成型坯体脱模后进行烘干；
D、将烘干好的坯体放入真空炉，升温到1800℃进行真空反应烧结，即制成碳化硅换热器主体；
E、将烧结好的换热器主体套在导管外，再在换热器主体外套上外管，即制成本发明。
本发明较好的技术方案是：原料的重量百分比为碳化硅55％，单晶硅为25％，碳黑为15.7％，聚乙烯醇4％，羊毛脂0.3％。
较好的加料方式是将碳化硅加入到蒸馏水中，搅拌3小时后，再加入单质硅搅拌1小时，再加入炭黑，羊毛脂进行搅拌，然后滴加PH值在6.5～7.3之间的聚乙烯醇溶液，搅拌不少于7小时，将料浆混合均匀成膏状。其中：烧结时真空度低于0.1Pa，烧结时间要大于四个小时。
本发明的有益效果是：
1)产品由金属材料转变为新型碳化硅陶瓷材料；
2)产品重量降低一半以上；
3)产品不耐腐蚀、不耐高温的现状明显改善；
4)产品在使用过程中不会发生形状的改变；
5)燃气的消耗量减小；
6)产品的使用寿命延长。
附图说明
图1为本发明的结构示意图
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步的详细描述。
实施例一：
原料的重量百分比为碳化硅50％，单晶硅为30％，碳黑为14.7％，聚乙烯醇5％，羊毛脂0.3％。
a、配料：准备前述重量比例的原料；
b、制浆：先将碳化硅加入到蒸馏水中，搅拌3小时后，再加入单质硅搅拌1小时，再加入炭黑，羊毛脂进行搅拌，然后滴加聚乙烯醇溶液，搅拌不少于7小时，料浆混合均匀成膏状；
c、制模：根据辐射管尺寸通过机加工实物外形，再制作内外型模；
d、成型：采用实心注浆法进行注浆；
e、干燥：成型坯体脱模后，60℃的干燥房进行72小时烘干；
f、修坯：成型坯体干燥后，对坯体表面的缺陷进行修整；
g、烧结：将修整好的坯体放入真空炉，升温到1800℃进行真空反应烧结，烧结时真空度低于0.1Pa，烧结时间要大于四个小时以保证渗硅的充分进行；
h、精整：将经过真空烧结反应后的坯体通过喷丸或者打磨，去除残留在坯体表面的单质硅和杂质；即制成碳化硅换热器主体；
i、将烧结好的换热器主体1套在导管2外，再在换热器主体1外套上外管3，即制成本发明，如图1所示。
实施例二：
本实施例与实施例一的区别在于原料的重量百分比为：碳化硅55％，单晶硅为25％，碳黑为15.7％，聚乙烯醇4％，羊毛脂0.3％。其它步骤与实施例一相同。
实施例三：
本实施例与实施例一的区别在于各成分的重量百分比为：碳化硅60％，单晶硅为20％，碳黑为16.7％，PH值在6.5～7.3之间的聚乙烯醇3％，羊毛脂0.3％。其它步骤与实施例一相同。

Claims (4)

1.一种长寿命耐高温辐射管的制造方法，它包括以下步骤：
A、将重量百分比为：碳化硅45～65％、单晶硅20～30％、碳黑10～20％、聚乙烯醇3～5％、羊毛脂0.3％的原料混合均匀，然后加入水调成膏状；
B、将膏状原料采用实心注浆法注入到模具中成型；
C、成型坯体脱模后进行烘干；
D、将烘干好的坯体放入真空炉，升温到1800℃进行真空反应烧结，即制成碳化硅换热器主体；
E、将烧结好的换热器主体套在导管外，再在换热器主体外套上外管，即制成本发明。
2.根据权利要求1所述的长寿命耐高温辐射管的制造方法，其中原料的重量百分比为：碳化硅55％，单晶硅为25％，碳黑为15.7％，聚乙烯醇4％，羊毛脂0.3％。
3.根据权利要求1所述的长寿命耐高温辐射管的制造方法，它是将碳化硅加入到蒸馏水中，搅拌3小时后，再加入单质硅搅拌1小时，再加入炭黑，羊毛脂进行搅拌，然后滴加PH值在6.5～7.3之间的聚乙烯醇溶液，搅拌不少于7小时，将料浆混合均匀成膏状。
4.根据权利要求1所述的长寿命耐高温辐射管的制造方法，其中：烧结时真空度低于0.1Pa，烧结时间要大于四个小时。
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