CN109437876B - 一种陶瓷旋流片组分及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种陶瓷旋流片组分，所述陶瓷旋流片组分按质量占比计，包括：堇青石，30％；莫来石，10‑15％；碳化硅，12‑15％；钛酸铝，10％；磷酸锆，15％；58度石蜡，10‑15％；以及油酸，3％‑5％；其中，所述堇青石为180目；莫来石180目；碳化硅120目；钛酸铝425目；磷酸锆400目；一种陶瓷旋流片制备方法，依上述陶瓷旋流片组分制得陶瓷旋流片，包括：步骤A：将所述陶瓷旋流片组分原料混合；步骤B：将步骤A所混合好的组分原料热压成型，制成陶瓷旋流片坯；步骤C：将步骤B所制成的陶瓷旋流片坯用石英砂填埋；步骤D：将步骤C用石英砂填埋后的陶瓷旋流片坯进行烧制；以及步骤E：步骤D完成后出炉冷却陶瓷旋流片样品并清理石英砂，制得陶瓷旋流片成品。

Description

一种陶瓷旋流片组分及其制备方法
技术领域
本公开涉及甲醇燃烧机的旋流装置及陶瓷制备领域，尤其涉及一种陶瓷旋流片组分及其制备方法。
背景技术
旋流式燃烧器一般用在煤粉燃烧和燃气燃烧领域，一些固体或气体燃烧器中装有各种形式的旋流发生器，当煤粉气流或燃气混合气通过旋流器时发生旋转，从喷口射出后形成旋转射流，该旋转射流有利于形成高温烟气回流区，使气流强烈混合，进而使燃烧更充分。这些旋流燃烧器的旋流装置通常布置在燃料点火之前，不仅可以实现甲醇雾化颗粒的旋流，促进雾化颗粒与空气的混合，还可以增强甲醇火焰的强制扰流，使得火焰产生轴向和径向的速度叠加，促进燃烧火焰与空气的混合，以实现完全燃烧。其中作为关键部件的旋流片是薄片状的陶瓷体，工作环境为冷热激变场合，初始加热时候为单面受热，工作环境恶劣。所以除了要有一定的机械强度，还要求旋流片的耐热振性能要好。
以往的陶瓷材料和制作工艺对于这样的使用环境来说是不能适应的，一是传统的压制成型方法不能保证尺寸和外形的准确性，对非传统的形状不能保证其各部分密度相同；传统的注浆模也不适应大批量生产，成型时间长，并且要求是水浆料，传统的陶瓷配方(组分)和烧制方法也不能适应这种形状复杂并要求耐热振性能好的使用场合，所以陶瓷旋流片容易产生裂纹，造成过早失效损坏。
公开内容
(一)要解决的技术问题
鉴于以上所述，本公开提供了一种陶瓷旋流片组分及其制备方法，以缓解现有技术所制备的陶瓷旋流片耐热振性能差，容易产生裂纹等技术问题。
(二)技术方案
本公开提供一种陶瓷旋流片组分，所述陶瓷旋流片组分按质量占比计，包括：堇青石，30％；莫来石，10-15％；碳化硅，12-15％；钛酸铝，10％；磷酸锆，15％；58度石蜡，10-15％；以及油酸，3％-5％。
在本公开实施例中，所述堇青石为180目；莫来石180目；碳化硅120目；钛酸铝425目；磷酸锆400目。
本公开还提供一种陶瓷旋流片制备方法，依所述的陶瓷旋流片组分制得陶瓷旋流片，所述制备方法包括：步骤A：将所述陶瓷旋流片组分原料混合；步骤B：将步骤A所混合好的组分原料热压成型，制成陶瓷旋流片坯；步骤C：将步骤B所制成的陶瓷旋流片坯用石英砂填埋；步骤D：将步骤C用石英砂填埋后的陶瓷旋流片坯进行烧制；以及步骤E：步骤D完成后出炉冷却陶瓷旋流片样品并清理石英砂，制得陶瓷旋流片的成品。
在本公开实施例中，所述步骤A包括：步骤A1：将所述陶瓷旋流片组分原料中的58度石蜡加热到85-95度制成石蜡溶液；步骤A2：把陶瓷旋流片组分中其它原料倒入步骤A1做制成的石蜡溶液中并加入油酸，用搅拌机搅拌均匀；搅拌时搅拌机转速300转/分以上，搅拌时间不少于10分钟；以及步骤A3：将步骤A2充分搅拌混合后的原料加热到65-75摄氏度，组分原料混合完毕。
在本公开实施例中，步骤B中陶瓷旋流片的成型模具为碳钢制作的金属模，浇筑前模具温度保持在40度以下，使用热压铸成型机成形，成型压力0.3mp-0.5mp。
在本公开实施例中，步骤C中把成型的旋流片坯竖立摆放，摆放时须单层摆放，不可堆叠或搭接相靠，旋流片坯之间的空隙用石英砂填埋，填埋密度为自然堆积密度，所述石英砂的粒度为60-100目，填埋高度的基准为把陶瓷旋流片全部埋入。
在本公开实施例中，所述步骤D包括：步骤D1：一次烧制；步骤D2：完成步骤D1的一次烧制后将陶瓷旋流片样品进行冷却；以及步骤D3：对步骤D2冷却后的陶瓷旋流片样品放入二次烧成窑炉进行二次烧制。
在本公开实施例中，步骤D1一次烧制要保证陶瓷旋流片样品在1280度烧制温度下的时间不少于120分钟，出炉温度300-400度。
在本公开实施例中，所述步骤D1一次烧制在推板窑中进行，所述推板窑长度30米，推板长度0.4米；推板窑高温段长度大于5米，高温段在窑炉入口18-20米位置，高温段控制温度1280度±5度；所述推板窑移动为间歇移动，每30-40分钟移动一次，移动长度或步距1-1.5个推板距离。
在本公开实施例中，步骤D3把步骤D2冷却后的一次烧制后的陶瓷旋流片样品进行二次烧制，保证在高温1350度温度下保温时间不少于180分钟。
在本公开实施例中，步骤D3中所述二次烧成窑炉为推板窑，长度大于等于15米，高温段大于3米，高温段在距离入口窑炉全长的3/5部位布置，高温段控制温度1350度±5度；所述二次烧成窑炉的推板移动速度每30分钟一个推板长度，保证在高温1350度温度下保温时间不少于180分钟。
(三)有益效果
从上述技术方案可以看出，本公开一种陶瓷旋流片组分及其制备方法至少具有以下有益效果其中之一或其中一部分：
(1)所制备的陶瓷旋流片耐热振性能好；
(2)能够长期稳定使用，不易变形。
附图说明
图1为本公开实施例陶瓷旋流片制备方法流程示意图。
图2为本公开实施例陶瓷旋流片的成型模具结构示意图。
具体实施方式
本公开提供了一种陶瓷旋流片组分及其制备方法，通过把各种材料按照组分比例进行配制加工，制得耐热振性能好，不易变形，能够长期稳定使用的陶瓷旋流片。
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
在本公开实施例中，提供一种陶瓷旋流片组分，所述陶瓷旋流片组分按质量占比计，包括：
堇青石，30％；
莫来石，10-15％；
碳化硅，12-15％；
钛酸铝，10％；
磷酸锆，15％；
58度石蜡，10-15％；以及
油酸，3％-5％。
其中，所述堇青石为180目；莫来石180目；碳化硅120目；钛酸铝425目；磷酸锆400目。
在本公开实施例中，还提供一种陶瓷旋流片的制备方法，依所述的陶瓷旋流片组分制得陶瓷旋流片，图1为所述陶瓷旋流片制备方法流程图，如图1所示，所述制备方法包括：
步骤A：将所述陶瓷旋流片组分原料混合；包括：
步骤A1：将所述陶瓷旋流片组分原料中的石蜡加热到85-95度制成石蜡溶液；
步骤A2：把陶瓷旋流片组分中其它原料倒入步骤A1做制成的石蜡溶液中并加入油酸，用搅拌机搅拌均匀；
搅拌机转速300转/分以上，搅拌时间不少于10分钟；
步骤A3：将步骤A2充分搅拌混合后的原料加热到65-75摄氏度，组分原料混合完毕。
步骤B：将步骤A所混合好的组分原料热压成型，制成陶瓷旋流片坯；
在本公开实施例中，图2为陶瓷旋流片的成型模具结构示意图，陶瓷旋流片的成型模具为碳钢制作的金属模，浇筑前模具温度保持在40度以下。使用热压铸成型机成形，成型压力0.3mp-0.5mp。
步骤C：将步骤B所制成的陶瓷旋流片坯用石英砂填埋；
把成型的旋流片竖立摆放，摆放时须单层摆放，不可堆叠或搭接相靠，旋流片坯之间的空隙用石英砂填埋，填埋密度为自然堆积密度。
所述石英砂的粒度为60-100目，填埋高度的基准为把陶瓷旋流片全部埋入。
步骤D：将步骤C用石英砂填埋后的陶瓷旋流片坯进行烧制；包括：
步骤D1：一次烧制；
将步骤C用石英砂填埋后的陶瓷旋流片坯在推板窑中进行烧制，保证在高温1280度烧制温度不少于120分钟，出炉温度300-400度。
所述推板窑长度30米，推板长度0.4米；推板窑高温段长度大于5米，高温段在窑炉入口18-20米位置，高温段控制温度1280度±5度；所述推板窑移动为间歇移动，每30-40分钟移动一次，移动长度或步距1-1.5个推板距离。
步骤D2：完成步骤D1第一次烧制后将陶瓷旋流片样品进行冷却；
在空气中冷却至室温，冷却过程要在石英砂中一起冷却，避免降温过快。
步骤D3：对步骤D2冷却后的陶瓷旋流片样品放入二次烧成窑炉进行二次烧制；
把一次烧制后的陶瓷旋流片样品放入二次烧成窑炉进行二次烧制，保证在高温1350度温度下保温时间不少于180分钟。
所述二次烧成窑炉为推板窑，长度大于等于15米，高温段大于3米，高温段在距离入口窑炉全长3/5部位布置，高温段控制温度1350度±5度；所述二次烧成窑炉的推板移动速度每30分钟一个推板长度，保证在高温1350度温度下保温时间不少于180分钟。
步骤E：步骤D完成后出炉冷却陶瓷旋流片并清理石英砂，制得陶瓷旋流片的成品。
二次烧制完成后，陶瓷旋流片出炉后在空气中冷却，待其温度低于80度后，清理石英砂，得到陶瓷旋流片成品。
在本公开实施例中，所述组分和制备方法不仅限于制备陶瓷旋流片，还包括其它对耐热振性要求高的陶瓷制品。
至此，已经结合附图对本公开实施例进行了详细描述。需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换；
依据以上描述，本领域技术人员应当对本公开陶瓷旋流片组分及其制备方法有了清楚的认识。
综上所述，本公开提供了一种陶瓷旋流片组分及其制备方法，通过把各种材料按照组分比例进行配制加工，制得耐热振性能好，不易变形，能够长期稳定使用的陶瓷旋流片。
还需要说明的是，实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本公开的保护范围。贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。在可能导致对本公开的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造。
并且图中各部件的形状和尺寸不反映真实大小和比例，而仅示意本公开实施例的内容。另外，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。
除非有所知名为相反之意，本说明书及所附权利要求中的数值参数是近似值，能够根据通过本公开的内容所得的所需特性改变。具体而言，所有使用于说明书及权利要求中表示组成的含量、反应条件等等的数字，应理解为在所有情况中是受到「约」的用语所修饰。一般情况下，其表达的含义是指包含由特定数量在一些实施例中±10％的变化、在一些实施例中±5％的变化、在一些实施例中±1％的变化、在一些实施例中±0.5％的变化。
再者，单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。
说明书与权利要求中所使用的序数例如“第一”、“第二”、“第三”等的用词，以修饰相应的元件，其本身并不意味着该元件有任何的序数，也不代表某一元件与另一元件的顺序、或是制造方法上的顺序，该些序数的使用仅用来使具有某命名的一元件得以和另一具有相同命名的元件能做出清楚区分。
此外，除非特别描述或必须依序发生的步骤，上述步骤的顺序并无限制于以上所列，且可根据所需设计而变化或重新安排。并且上述实施例可基于设计及可靠度的考虑，彼此混合搭配使用或与其他实施例混合搭配使用，即不同实施例中的技术特征可以自由组合形成更多的实施例。
本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。并且，在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。
类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个公开方面中的一个或多个，在上面对本公开的示例性实施例的描述中，本公开的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本公开要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，公开方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本公开的单独实施例。
以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种陶瓷旋流片的制备方法，包括：
步骤A：将陶瓷旋流片组分原料混合；
所述陶瓷旋流片组分按质量占比计，包括：堇青石，30%；莫来石，10-15%；碳化硅，12-15%；钛酸铝，10%；磷酸锆，15%；58度石蜡，10-15%；以及油酸，3%-5%；
步骤B：将步骤A所混合好的组分原料热压成型，制成陶瓷旋流片坯；
步骤C：将步骤B所制成的陶瓷旋流片坯用石英砂填埋；
步骤D：将步骤C用石英砂填埋后的陶瓷旋流片坯进行烧制；以及
步骤E：步骤D完成后出炉冷却陶瓷旋流片样品并清理石英砂，制得陶瓷旋流片的成品；
所述步骤D包括：
步骤D1：一次烧制，要保证陶瓷旋流片样品在1280度烧制温度下的时间不少于120分钟，出炉温度300-400度；
步骤D2：完成步骤D1的一次烧制后将陶瓷旋流片样品进行冷却；以及
步骤D3：对步骤D2冷却后的陶瓷旋流片样品放入二次烧成窑炉进行二次烧制，保证在高温1350度温度下保温时间不少于180分钟。
2.根据权利要求1所述的陶瓷旋流片的制备方法，其中，所述步骤A包括：
步骤A1：将所述陶瓷旋流片组分原料中的58度石蜡加热到85-95度制成石蜡溶液；
步骤A2：把陶瓷旋流片组分中其它原料倒入步骤A1做制成的石蜡溶液中并加入油酸，用搅拌机搅拌均匀；
搅拌时搅拌机转速300转/分以上，搅拌时间不少于10分钟；以及
步骤A3：将步骤A2充分搅拌混合后的原料加热到65-75摄氏度，组分原料混合完毕。
3.根据权利要求1所述的陶瓷旋流片的制备方法，其中，步骤B中陶瓷旋流片的成型模具为碳钢制作的金属模，浇筑前模具温度保持在40度以下，使用热压铸成型机成形，成型压力0.3mp-0.5mp。
4.根据权利要求1所述的陶瓷旋流片的制备方法，其中，步骤C中把成型的旋流片坯竖立摆放，摆放时须单层摆放，不可堆叠或搭接相靠，旋流片坯之间的空隙用石英砂填埋，填埋密度为自然堆积密度，所述石英砂的粒度为60-100目，填埋高度的基准为把陶瓷旋流片全部埋入。
5.根据权利要求1所述的陶瓷旋流片的制备方法，其中，所述步骤D1一次烧制在推板窑中进行，所述推板窑长度30米，推板长度0.4米；推板窑高温段长度大于5米，高温段在窑炉入口18-20米位置，高温段控制温度1280度±5度；所述推板窑移动为间歇移动，每30-40分钟移动一次，移动长度或步距1-1.5个推板距离。
6.根据权利要求1所述的陶瓷旋流片的制备方法，其中，步骤D3中所述二次烧成窑炉为推板窑，长度大于等于15米，高温段大于3米，高温段在距离入口窑炉全长的3/5部位布置，高温段控制温度1350度±5度；所述二次烧成窑炉的推板移动速度每30分钟一个推板长度，保证在高温1350度温度下保温时间不少于180分钟。
7.根据权利要求1所述的陶瓷旋流片的制备方法，其中，所述堇青石为180目；莫来石180目；碳化硅120目；钛酸铝425目；磷酸锆400目。
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