CN1062537C - 陶瓷曲面板的制造方法及弧型炉 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种制造陶瓷曲面板的设备和方法，制造陶瓷曲面板的弧型炉是将通常加热炉的发热体、炉膛和弧型耐火模具三者合为一体，称作弧型炉膛发热体或称作弧型炉发热体、弧型炉发热体的质量比通常加热炉的发热体、炉膛和弧型耐火模具三者的总质量减少数倍至数十倍，并使炉膛空间利用率达到最大限度，从而大幅度降低能耗，提高效率，降低成本。陶瓷平板在弧型炉内受热弯曲至所要求的形状，将陶瓷锚固件烧结在陶瓷板背面使陶瓷曲面板可与建筑表面可靠结合。

Description

陶瓷曲面板的制造方法及弧型炉

技术领域

本发明涉及一种陶瓷曲面板的制造方法，更具体地说，涉及一种将陶瓷平板热处理弯曲成陶瓷曲面板的方法及所用的成型炉。

背景技术

现代建筑的发展趋势之一是大量采用“曲面圆角”的建筑造型取代传统的“平面直角”造型，即现代建筑更多采用弧形墙面、圆形墙角、同形立柱以取代传统的平墙面、直角墙角、方形立柱，从而在建筑上形成大量的各种弧形表面。

以往弧形墙面和圆形墙角一般采用小尺寸陶瓷墙地砖，有色或镀膜的平板玻璃、弧形玻璃板及不锈钢弧形板等作为装饰材料，圆形立柱常用小尺寸陶瓷墙地砖、抛光的不锈钢圆弧板、喷塑的圆弧钢板、磨光花岗岩、大理石圆弧板作为装饰材料。

磨光的花岗石、大理石圆弧板制作时，石料利用率低，切割磨削量大、工效低，因而价格十分昂贵。小尺寸陶瓷墙地砖装饰建筑物曲面是以无数小平面构成宏观曲面，其优点是造价较低，不足之处是装饰效果欠佳。

因此，近年来建筑业中对陶瓷曲面板的需求越来越大。所谓的陶瓷曲面板，又称陶瓷弧形板、建筑陶瓷曲面饰面板或建筑陶瓷弧形饰面板，是一种弧形板状的陶瓷制品。

日本特开平1-305867中介绍了一种陶瓷弧形板的生产方法，包括把平板状或适度弯曲的陶瓷素坯板放置在耐热支具的弧形面上或用耐热支具架起，并放于加热炉中，加热使陶瓷素坯板在高温下软化并弯曲，制得陶瓷曲面板。但这种方法使用复杂的耐热支具，其热容量大，从而生产效率低，能耗较大。

本申请的发明人以前曾提出过几种使用陶瓷平板来生产陶瓷曲面板的方法。例如，中国专利CN91106432.X提出了一种使用弧形的耐火模具制造陶瓷曲面板的方法，此法可以制造予期的、尺寸比较准确的陶瓷曲面板，但是其生产效率较低，能量消耗较大。中国专利申请CN94110777.9提出了一种用多层耐火模具制造陶瓷曲面板的方法，此方法可以实现较大产量，生产效率较高，但由于窑炉中存在的上下温差，因此难以生产同一曲率半径的产品，由于未采用弧形成型面，所得陶瓷曲面板的尺寸精度不高，在生产较小曲率半径的产品时，更是如此。

发明公开

本发明的目的是提供一种能以较低能耗、较低成本由陶瓷平板热处理生产各种曲率半径、尺寸精度较高的陶瓷曲面板的方法。

本发明中所说的陶瓷平板是指用于建筑装饰目的的，经烧成的瓷质、半瓷质或陶质板材，它可以是表面施釉或未施釉的，也可以是表面已磨光或未磨光的，应该理解，本发明中所说的陶瓷平板一般是指平板状的陶瓷板，但也包括具有适度弯曲程度的陶瓷板。

本发明的第一方面，提供了一种将陶瓷平板热处理弯曲成陶瓷曲面板的方法，包括以下步骤：a．将陶瓷平板放置在由至少一部分是呈弧形排列的电加热元件限定的炉膛中，b．控制炉膛的加热温度和加热时间，使陶瓷平板受热软化并弯曲，直至其一个表面与炉中由电加热元件基本限定的弧形成型面贴合，c．冷却炉膛并取出陶瓷曲面板。

本发明上述方法中炉膛的加热温度和时间根据陶瓷平板的材料不同和所需生产的陶瓷曲面板的尺寸和曲率半径不同而不同，但可由本领域普通技术人员通过实验来确定。根据本发明的一种方案，前述方法中炉膛的加热温度为550℃-1200℃。

根据本发明的另一种方案，由前述方法制得的陶瓷曲面板的曲率半径大于或等于0.1米。

根据本发明的再一种方案，在前述方法中所述的步骤a．之前，在陶瓷平板的背面用低熔点陶瓷泥浆粘结至少一个锚固件，该锚固件是具有大小头的陶瓷块，其小头上有沟槽，并且锚固件的小头与陶瓷平板粘结，这样在热处理之后，锚固件与陶瓷平板烧结为一体，并在锚固件与陶瓷板接合处形成一通孔。带有锚固件的陶瓷曲面板在使用时，即与建筑物立面结合时，锚固件的大头压入水泥砂浆层或结合剂层，使粘合力增加，必要时，可以用铜丝或其它金属丝穿过通孔与其墙上的固定件联结，使结合更加牢固。

根据本发明的又一种方案，在前述方法的步骤c之后，可对陶瓷曲面板用人工或机械方法进一步磨光处理。这种磨光可用本领域技术人员公知的方法进行。例如可用外圆磨床、内圆磨床、摆动磨床、砂带磨床进行研磨、抛光。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于将陶瓷平板热处理弯曲成为陶瓷曲面板的弧型炉，它包括电加热元件、保温材料及炉壳，其特征在于，所述电加热元件的至少一部分呈弧形排列，直接构成一个弧形成型面；或者，在所述的呈弧形排列的电加热元件之间及用来成型的表面方向上填充及覆盖一层耐火材料，构成一个连续、平滑的弧形成型面；或者，在呈弧形排列的电加热元件构成的弧形面上紧贴着电加热元件设置一个弧形耐火衬，该耐火衬的一个表面的至少一部分构成一个连续、平滑的弧形成型面；弧型炉发热体的底部为弧状，弧型炉电加热元件本身构成炉膛将炉膛内腔空间与保温材料隔离。其中所述的弧形成型面的曲率半径与所要生产的陶瓷曲面板的曲率半径一致。

本发明弧型炉的电加热元件可以是本领域中已知的，例如由碳化硅、硅化钼、石墨或电热丝等加工成的通电后可发热的元件，其形状可以是棒状的、管状的、条状的、块状的或板状的。

本发明弧型炉中的弧形成型面可以设计成凹面朝上、也可以设计成凸面朝上。如果弧型炉的弧形成型面凹面朝上，工作时，将陶瓷平板的两侧端放置在弧形成型面上；如果弧型炉的弧形成型面凸面朝上，工作时，将陶瓷平板的中央放在成型面的凸起上。

本发明所述的将陶瓷平板热处理弯曲成为陶瓷曲面板的方法是对以往用弧形耐火模具制造陶瓷曲面板方法的重大改进，弧形耐火模具的体积大且十分笨重，一般弧形耐火模具的质量是相应陶瓷板的数倍至数十倍，在加热陶瓷板同时也需对模具进行加热，由于其热容量很大，所以加热、冷却时间长，耗能高，生产效率很低，如对一块尺寸为600mm×600mm×10mm，重量为8千克的陶瓷平板加热处理使其弯曲成曲面板，采用普通耐火材料制造的弧形模具其质量为100千克左右。而本发明方法中，由于使用基本上由电加热元件限定的孤形成型面，省去了弧形耐火模具，因此体系热容量大为降低，使升温、降温时间缩短，并且降低了能耗，从而达到提高生产效率、降低生产成本的目的。

附图说明

以下结合附图对本发明进行更详细叙述。

图1所示为本发明一种方案的弧型炉的截面图；其中电加热元件5呈弧形排列，直接构成一个凹型弧形成型面10。

图2所示为本发明另一种方案的弧型炉的截面图，其中在呈弧形排列的电加热元件5之间及用来成型的表面方向上填充并覆盖一层耐火材料6，形成连续、平滑的凹型弧形成型面10＇。

图3所示为本发明又一种方案的弧型炉的截面图，其中在呈弧形排列的电加热元件5构成的弧形面上紧贴着电加热元件设置了一个圆筒形耐火衬13，耐火衬13的内表面的一部分构成凹型弧形成型面10″。

图4所示为本发明另一种方案的弧型炉的截面图，其中在呈弧形排列的电加热元件5构成的弧形面上紧贴着电加热元件设置了一个半圆形耐火衬13，耐火衬13的内表面构成凹型弧形成型面10″。

图5所示为本发明又一种方案的孤型炉的截面图。其中电加热元件5呈弧形排列，直接构成一个凸型弧形成型面10。

本发明各种方案中的相同结构或部件在附图中用同样的代码标记，以上附图说明中未提到的代码标记的意义具体如下，1代表炉壳，2代表保温材料，3代表陶瓷平板上粘结的锚固件，4代表未经热处理的陶瓷平板，7代表经热处理弯曲之后的陶瓷曲面板，8代表炉膛，9代表热处理弯曲之后陶瓷板与弧形成型面贴合的那个表面。

本发明的最佳实施方式

实施例1

将尺寸为600mm×600mm×10mm的陶瓷平板4置于具有图1所示结构的孤型炉内，陶瓷锚固件3以低熔点陶瓷泥浆粘结在陶瓷板上，电加热元件5构成的弧形成型面10曲率半径为450mm，将陶瓷板在1080℃下加热20分钟，使其受热弯曲并与弧形成型面10贴合，冷却后，得到曲率半径为450mm的陶瓷曲面板。将其表面用外圆磨床磨光，即可用作建筑物的圆柱面板。

实施例2

将尺寸为500mm×500mm×10mm的陶瓷平板4置于具有图2所示结构的弧型炉内，陶瓷锚固件3以低熔点陶瓷泥浆粘结在陶瓷板上，炉膛内由耐火材料13形成的连续、平滑的弧形成型面10＇的曲率半径为3m，将陶瓷平板加热至850℃，保温10分钟，使陶瓷平板受热弯曲，并与弧形成型面10＇贴合，冷却后，得到曲率半径为3m的陶瓷曲面板。

实施例3

将尺寸为600mm×600mm×10mm的陶瓷平板4置于具有图1所示结构的孤型炉中，陶瓷锚固件3以低熔点陶瓷泥浆粘结在陶瓷板上，电加热元件5构成的弧形成型面10的曲率半径为600mm，将陶瓷平板4在1040℃下保温15分钟，使其受热弯曲与弧形成型面10贴合，经冷却，得到曲率半径为600mm的陶瓷曲面板。

Claims (11)

1．一种用于将陶瓷平板热处理弯曲成陶瓷曲面板的方法，包括以下步骤：a．将陶瓷平板(4)放置在由至少一部分是呈弧形排列的电加热元件(5)限定的炉膛(8)中，b．控制炉膛(8)的加热温度和加热时间，使陶瓷平板(4)受热软化并弯曲，直至其一个表面(9)与炉中由电加热元件(5)基本限定的弧形成型面(10，10′，10″)贴合，c．冷却炉膛并取出陶瓷曲面板(7)。

2．根据权利要求1的方法，其特征在于控制炉膛(8)的加热温度为550℃至1200℃。

3．根据权利要求1的方法，其特征在于所述的陶瓷平板(4)是指经烧结的、表面磨光或未经磨光、表面有釉或无釉的瓷质、半瓷质或陶质板材。

4．根据权利要求1的方法，其特征在于所制得的陶瓷曲面板的曲率半径大于或等于0.1米。

5．根据权利要求1的方法，其特征在于在步骤a．之前在所述的陶瓷平板的背面上用低熔点陶瓷泥浆粘结至少一个锚固件(3)，该锚固件。(3)是具有大小头的陶瓷块，其小头上有沟槽，并且锚固件(3)的小头与陶瓷平板粘结，这样在热处理后，锚固件与陶瓷板烧结为一体，并在锚固件与陶瓷板接合处形成一通孔。

6．根据权利要求1至5中任一项的方法，其特征在于，由步骤c．得到的陶瓷曲面板用人工或机械方法进一步磨光。

7．一种用于将陶瓷平板热处理弯曲成陶瓷曲面板的弧型炉，它包括电加热元件(5)、保温材料(2)及炉壳(1)，其特征在于，所述电加热元件(5)的至少一部分呈弧形排列，直接构成一个弧形成型面(10)；或者，在所述的呈弧形排列的电加热元件(5)之间及用来成型的表面方向上填充及覆盖一层耐火材料(6)，构成一个连续、平滑的弧形成型面(10＇)；或者，在呈弧形排列的电加热元件构成的弧形面上紧贴着电加热元件设置一个弧形耐火衬(13)，该耐火衬(13)的一个表面的至少一部分构成一个连续、平滑的弧形成型面(10″)；弧型炉发热体的底部为孤状，孤型炉电加热元件本身构成炉膛将炉膛内腔空间与保温材料隔离，其中所速的弧形成型面(10，10＇，10″)的曲率半径与所要生产的陶瓷曲面板的曲率半径一致。

8．根据权利要求7的弧型炉，其特征在于，所述的电加热元件(5)是棒状的、管状的、条状的、块状的或板状的。

9．根据权利要求7的孤型炉，其特征在于，所述的弧形成型面(10，10＇，10″)的凹面朝上。

10．根据权利要求7的弧型炉，其特征在于，所述的孤型成型面(10)的凸面朝上。

11．根据权利要求7-10中任一项的弧型炉，其特征在于所述的耐火衬是由棒状、管状、条状、块状、板状耐火材料形成。

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